(57)【要約】  本開示は、セグメント型の環状燃焼システム用の燃料噴射モジュールに向けられている。燃料噴射モジュールは、ハウジングボディと、燃料ノズル部分と、少なくとも１つの燃料噴射ランスと、を含む。燃料ノズル部分は、ハウジングボディの中の燃料ノズルプレナムに流体結合され、少なくとも１つの燃料噴射ランスは、ハウジングボディの中の噴射器燃料プレナムに流体結合される。ケースによっては、燃料ノズル部分は、１つまたは複数のサブセットのチューブを有するバンドルチューブ燃料ノズルである。燃料噴射ランスは、ハウジングボディの径方向側に沿って、あるいは、２つのサブセットのチューブ間に周方向に、位置決めされる。液体燃料カートリッジは、燃料ノズル部分、燃料噴射ランス、または、双方を貫通する。【選択図】図１３
2019509458.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングボディ（３１４）と、
前記ハウジングボディ（３１４）の中に画定され、前記ハウジングボディ（３１４）の中に画定される燃料ノズルプレナム（３３２）を有する燃料ノズル部分（３０２）と、
前記ハウジングボディ（３１４）の中に画定される噴射器燃料プレナムと流体連通する少なくとも１つの燃料噴射ランス（３０４）と、
を含む燃料噴射モジュール。
【請求項２】
前記少なくとも１つの燃料噴射ランス（３０４）は、前記噴射器燃料プレナムと流体連通する複数の燃料噴射ランス（３０４）を含む、請求項１記載の燃料噴射モジュール。
【請求項３】
燃料供給源に結合される燃料コンジットをさらに含み、噴射器コンジットは、第１の燃料回路を画定し、前記第１の燃料回路は、前記噴射器燃料プレナムと流体連通し、前記複数の燃料噴射ランス（３０４）の各ランスは、１つまたは複数の噴射ポートを画定する燃料分注先端を含む、請求項２記載の燃料噴射モジュール。
【請求項４】
前記複数の燃料噴射ランス（３０４）の少なくとも１つの燃料噴射ランス（３０４）は、前記少なくとも１つの燃料噴射ランス（３０４）の前記燃料分注先端から上流に配設されるベローズ部分を含む、請求項３記載の燃料噴射モジュール。
【請求項５】
燃料コンジットをさらに含み、前記燃料コンジットは、前記燃料ノズルプレナム（３３２）と流体連通する第２の燃料回路を画定し、前記燃料コンジットは、前記燃料コンジットによって周方向に囲まれる、請求項３記載の燃料噴射モジュール。
【請求項６】
前記複数の燃料噴射ランス（３０４）は、前記ハウジングボディ（３１４）の側壁部分に沿って配設される、請求項２記載の燃料噴射モジュール。
【請求項７】
前記燃料ノズル部分は、第１のサブセットのバンドルチューブと、第２のサブセットのバンドルチューブと、を含み、前記複数の燃料噴射ランス（３０４）は、周方向に、前記第１のサブセットのバンドルチューブと、前記第２のサブセットのバンドルチューブと、の間に配設される、請求項２記載の燃料噴射モジュール。
【請求項８】
前記ハウジングボディ（３１４）は、前方板と、後部板と、軸方向に前記前方板から前記後部板に延びる外側周囲壁と、を含み、前記燃料ノズル部分は、複数のチューブをさらに含み、前記複数のチューブの各チューブは、前記前方板を通して画定される入口と、前記後部板を通して画定される出口と、を有する、請求項１記載の燃料噴射モジュール。
【請求項９】
前記ハウジングボディ（３１４）は、その中に画定される空気プレナムを含み、前記空気プレナムは、前記複数のチューブの各チューブの少なくとも一部分を囲む、請求項８記載の燃料噴射モジュール。
【請求項１０】
前記外側周囲壁と、前記前方板および前記後部板の少なくとも一方とは、前記燃料ノズルプレナム（３３２）を少なくとも部分的に画定し、前記燃料ノズルプレナム（３３２）は、前記複数のチューブを少なくとも部分的に囲み、前記複数のチューブの各チューブは、前記燃料ノズルプレナム（３３２）と流体連通する１つまたは複数の燃料ポートを含む、請求項８記載の燃料噴射モジュール。
【請求項１１】
前記複数のチューブのうちの第１のチューブの前記１つまたは複数の燃料ポートは、前記複数のチューブのうちの隣接するチューブの前記１つまたは複数の燃料ポートに対して軸方向にオフセットしている、請求項１０記載の燃料噴射モジュール。
【請求項１２】
前記ハウジングボディ（３１４）の前記燃料ノズルプレナム（３３２）は、第１の燃料ノズルプレナム（３３２）と、第２の燃料ノズルプレナム（３３２）と、を含む、請求項１０記載の燃料噴射モジュール。
【請求項１３】
前記複数のチューブは、前記第１の燃料ノズルプレナム（３３２）を貫通する第１のサブセットのチューブ、および、前記第２の燃料ノズルプレナム（３３２）を貫通する第２のサブセットのチューブ、として配置され、前記複数のチューブの各チューブは、それぞれの燃料ノズルプレナム（３３２）と流体連通する１つまたは複数の燃料ポートを含む、請求項１０記載の燃料噴射モジュール。
【請求項１４】
燃料供給源に結合されるコンジットをさらに含み、前記コンジットは、内側チューブを同心状に囲む外側チューブを含み、外側燃料回路は、前記内側チューブおよび前記外側チューブ間に径方向に画定され、内側燃料回路は、前記内側チューブの中に形成され、前記内側燃料回路および前記外側燃料回路の一方は、前記第１の燃料ノズルプレナム（３３２）と流体連通し、前記内側燃料回路および前記外側燃料回路の他方は、前記第２の燃料ノズルプレナム（３３２）と流体連通しする、請求項１３記載の燃料噴射モジュール。
【請求項１５】
前記ハウジングボディ（３１４）の中に配設され、前記ハウジングボディ（３１４）の後部板の近位に位置決めされるイグナイタ（３６４）をさらに含む、請求項１記載の燃料噴射モジュール。
【請求項１６】
前記ハウジングボディ（３１４）の外側周囲壁の周りを少なくとも部分的に延びる１つまたは複数のシールをさらに含む、請求項１記載の燃料噴射モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示する主題は、ガスタービン用のセグメント型の環状燃焼システムに関する。より詳細には、本開示は、ガスタービン用のセグメント型の環状燃焼システム用の燃料噴射モジュールに向けられている。
【背景技術】
【０００２】
工業用のガスタービン燃焼システムは、通常、炭化水素燃料を燃焼させて、窒素の酸化物（ＮＯｘ）および一酸化炭素（ＣＯ）などの大気汚染エミッションを作り出す。ガスタービンでの窒素分子の酸化は、燃焼器内に位置するガスの温度、ならびに、燃焼器内の最高温度領域に位置する反応剤のための残留時間に依存する。このように、ガスタービンによって作り出されるＮＯｘの量は、燃焼器温度をＮＯｘが作り出される温度より下に維持すること、または、燃焼器内の反応剤の残留時間を制限すること、のどちらかによって、減少または制御されることがある。
【０００３】
燃焼器の温度を制御するための１つのアプローチは、燃料空気混合物を燃焼前に作り出すために、燃料および空気を予混合することに関係する。このアプローチは、燃料噴射器の軸方向ステージ化を含むことがあり、第１の燃料空気混合物は、高エネルギ燃焼ガスの主要な流れを作り出すために燃焼器の第１または１次燃焼ゾーンで噴射されて点火され、第２の燃料空気混合物は、１次燃焼ゾーンから下流に位置決めされた、複数の径方向に配向され周方向に隔置された燃料噴射器、または、軸方向にステージ化された燃料噴射器組立体を介して、高エネルギ燃焼ガスの主要な流れに噴射されて混合される。２次燃焼ゾーンへの第２の燃料空気混合物の噴射は、「ジェットインクロスフロー」配置と呼ばれることもある。
【０００４】
軸方向にステージ化された噴射は、利用可能な燃料の完全な燃焼の可能性を増加させ、それは次には大気汚染エミッションを減少させる。しかしながら、従来の軸方向にステージ化された燃料噴射燃焼システムの場合、エミッションコンプライアンスをガスタービンの動作の全範囲にわたって維持しながら、空気の流れを、様々な冷却用の燃焼器構成要素に、第１の燃料空気混合物用の燃焼器のヘッド端に、および／または、軸方向にステージ化された第２の燃料空気混合物用の燃料噴射器に、バランスさせるという様々な課題が存在する。したがって、軸方向にステージ化された燃料噴射を含む改善されたガスタービン燃焼システムは、産業上の利用可能性があるであろう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第２００５／０００２２２号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
態様および利点は、以下の説明で後述し、あるいは、その説明から自明であることがあり、または、実践を通して学ぶことがある。
【０００７】
本開示の様々な実施形態は、セグメント型の環状燃焼システムに向けられている。セグメント型の環状燃焼システムは、燃料ノズル部分および１つまたは複数の燃料噴射ランスの双方を有する燃料噴射モジュールの環状アレイを含む。幾つかの実施形態では、燃料ノズル部分は、ハウジングボディによって少なくとも部分的に囲まれる複数のチューブを含むバンドルチューブ燃料ノズル部分である。各チューブは、ハウジングボディの中に画定される燃料ノズルプレナムを軸方向に貫通し、１つまたは複数の燃料ポート（穴）を含み、それらは、燃料が燃料ノズルプレナムから対応するチューブの中に流れ込むのを可能にし、そこではチューブの入口端から入ってくる空気と混合される。１つまたは複数の燃料プレナムは、軸方向に、径方向に、あるいは、その他の構成で配置されることがあり、個々のチューブ（またはサブセットのチューブ）の燃料ポートは、１つまたは複数の軸方向平面内に存在することがある。
【０００８】
様々な実施形態では、複数の燃料噴射ランスは、ハウジングの中に画定される噴射器プレナムに流体結合される。特定の実施形態では、単一の燃料噴射モジュールの燃料噴射ランスのすべては、ハウジングボディの１つの径方向側に沿って位置決めされる。
【０００９】
１つの実施形態では、各燃料噴射モジュールのバンドルチューブ燃料ノズル部分の複数のチューブは、第１のサブセットのチューブおよび第２のサブセットのチューブに再分割される。燃料噴射ランスは、周方向に第１のサブセットのチューブおよび第２のサブセットのチューブ間に位置決めされる。
【００１０】
フラまたはばねタイプのシールなどのシールは、ハウジングボディの１つまたは複数の側に沿って位置決めされることがある。シールは、２つの周方向に隣接または径方向に隣接する燃料噴射モジュール間に流体シールを形成する。他の実施形態では、スプラインタイプのシールは、ハウジングボディの外側周囲を少なくとも部分的に囲むことがある。
【００１１】
特定の実施形態では、バンドルチューブ燃料ノズル部分および燃料噴射ランスは、セグメント型の環状燃焼システムの上流端から燃料供給される。例えば、バンドルチューブ燃料ノズル部分および燃料噴射ランスは、端部カバーから燃料供給することがある。代替的に、バンドルチューブ燃料ノズルおよび／または燃料噴射ランスは、燃料マニホルドから燃料噴射モジュールの径方向外方にまたは何か他の場所から燃料供給されることがある。
【００１２】
特定の実施形態では、各燃料噴射ランスは、燃料噴射パネルの第１の側壁および第２の側壁の一方に出口を有するそれぞれの燃料噴射パネルの中に画定される予混合チャネルの中に延びおよび／またはそれに燃料を提供する。１つの実施形態では、予混合チャネルは、単一の側壁に沿って出口を有する。他の実施形態では、予混合チャネルは、それぞれの出口が位置する側壁に基づいて、圧力側予混合チャネルおよび吸込側予混合チャネルとして分類されることがある。そういうことで、燃料および空気の第２の燃焼性混合物は、燃料噴射パネルの一方または双方の側壁から２次燃焼ゾーンの中に噴射されることがあり、それは、それぞれの１つまたは複数の燃料噴射モジュールの（バンドルチューブ）燃料ノズル部分によって生じる火炎の下流である。
【００１３】
少なくとも２つの燃料回路（燃料ノズル部分用の１つと燃料噴射ランス用の１つ）は、それぞれの燃料噴射パネルの中への流体連通を提供する。１つの実施形態では、燃料回路は、チューブインチューブ配置を有するコンジットの中に画定され、燃料噴射ランス用の燃料は、内側チューブおよび外側チューブ間のコンジットの中に形成される径方向最外側回路を通して搬送され、燃料噴射モジュールの燃料ノズル部分用の燃料は、内側チューブによって少なくとも部分的に画定される内側回路を通して搬送される。代替的に、内側チューブおよびそれの対応する燃料回路は、燃料を燃料噴射ランスに送達することがあり、外側チューブおよびそれの対応する燃料回路は、燃料を燃料ノズル部分に送達することがある。他の実施形態では、別個の燃料コンジットが採用されることがある。特定の実施形態では、少なくとも２つの燃料回路は、液体燃料供給源に連結される液体燃料回路と、ガス状燃料供給源に流体結合されるガス状燃料回路と、を含むことがある。
【００１４】
特定の実施形態では、燃料噴射モジュールの個々または幾つかは、少なくとも１つのイグナイタを含むこともある。イグナイタは、それぞれのバンドルチューブ燃料ノズルのそれぞれの後部板の中央に位置することがあり、あるいは、何か他の場所に位置することがある。各イグナイタの点火は、燃料噴射モジュールのバンドルチューブ燃料ノズル部分から流れてくる第１の燃料および空気の予混合物を点火させる。
【００１５】
１つの実施形態では、イグナイタは、全部よりは少ない燃料噴射モジュールに設けられることがある。特定の実施形態では、１つまたは複数の燃料噴射パネルは、フロスファイヤチューブを含むかまたは画定することがあり、それは周方向に隣接する１次燃焼ゾーンおよび／または２次燃焼ゾーン間の流体連通を提供する。こうして、イグナイタが点火するとき、火炎は、周方向に、クロスファイヤチューブを介して、環状燃焼システム全体の周りに、伝搬されることがある。
【００１６】
当業者は、本明細書を検討するときにそういった実施形態の特徴および態様等々についてより良く理解するであろう。
【００１７】
様々な実施形態の完全かつ実施可能な程度の開示は、出願時に公知のベストモードを含めて、添付図面に対するリファレンスを含む本明細書の残りの部分にさらに詳細に記載されている。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本開示の様々な実施形態を組み込むことがある例示的なガスタービンの機能的なブロック図である。
【図２】本開示の少なくとも１つの実施形態に係る、ガスタービンの例示的な燃焼セクションの上流の図である。
【図３】本開示の少なくとも１つの実施形態に係る、例示的なセグメント型の環状燃焼システムの一部分の圧力側の部分分解斜視図である。
【図４】本開示の少なくとも１つの実施形態に係る、例示的なセグメント型の環状燃焼システムの一部分の吸込側の部分分解斜視図である。
【図５】本開示の少なくとも１つの実施形態に係る、例示的な燃焼器ノズルおよび対応する燃料噴射モジュールの圧力側の断面した図である。
【図６】本開示の少なくとも１つの実施形態に係る、図５の６−６線に沿って取った、燃焼器ノズルの断面した斜視図である。
【図７】本開示の少なくとも１つの実施形態に係る、図５の７−７線に沿って取った、燃焼器ノズルの断面した斜視図である。
【図８】少なくとも１つの実施形態に係る、図５の８−８線に沿って取った、燃焼器ノズルの断面した図である。
【図９】本開示の少なくとも１つの実施形態に係る、例示的な燃焼器ノズルの断面した下流の斜視図である。
【図１０】本開示の少なくとも１つの実施形態に係る、図９に示すような例示的な燃料噴射パネルの一部分の拡大図である。
【図１１】本開示の少なくとも１つの実施形態に係る、例示的な燃料噴射ランスを備える例示的な燃料噴射パネルの一部分の頭上（上から下）の断面した図である。
【図１２】本開示の他の実施形態に係る、ペアの例示的な燃料噴射ランスを備える例示的な燃料噴射パネルの一部分の頭上（上から下）の断面した図である。
【図１３】本開示の１つの実施形態に係る、例示的な燃焼器ノズルの一部分の中に挿入される例示的な燃料噴射モジュールの下流の斜視図である。
【図１４】本開示の１つの実施形態に係る、図１３に示すような燃料噴射モジュールの上流の斜視図である。
【図１５】本開示の他の実施形態に係る、燃料噴射モジュールの上流の斜視図である。
【図１６】本開示の他の実施形態に係る、代替の燃料噴射モジュールの上流の斜視図である。
【図１７】本開示の１つの実施形態に係る、３つの周方向に隣接する燃焼器ノズルに実装される（図１５に示すような）３つの燃料噴射モジュールの下流の斜視図である。
【図１８】本開示の少なくとも１つの実施形態に係る、燃料噴射パネルの一部分および図１７に示すような燃料噴射モジュールを含む統合型の燃焼器ノズルの一部分の断面した平面図である。
【図１９】本開示の１つの実施形態に係る、例示的な燃焼器ノズルの中に設置されたような、図１５に例証された燃料噴射モジュールの実施形態の断面した側面図である。
【図２０】本開示の少なくとも１つの実施形態に係る、ペアの周方向に隣接する燃焼器ノズルと、ペアの径方向に実装された燃料噴射モジュールと、を含む例示的なセグメント型の環状燃焼システムの一部分の下流の斜視図である。
【図２１】図２０の燃焼器ノズルに組み込んで示されたようなクロスファイヤチューブの一部分の斜視図である。
【図２２】本開示の少なくとも１つの実施形態に係る、例示的な燃料噴射モジュールの下流の斜視図である。
【図２３】本開示の少なくとも１つの実施形態に係る、ガス燃料および液体燃料双方の動作用に構成された例示的な燃料噴射モジュールの断面した側面図である。
【図２４】本開示の１つの実施形態に係る、図２３に示す燃料噴射モジュールの一部分の断面した図である。
【図２５】本開示の少なくとも１つの実施形態に係る、例示的な燃料噴射ランスを備える図１７に示す例示的な燃料噴射パネルの一部分の上から下の断面した図である。
【図２６】本開示の少なくとも１つの実施形態に係る、例示的な燃焼器ノズルの底部側斜視図である。
【図２７】本開示の少なくとも１つの実施形態に係る、例示的な燃焼器ノズルの分解斜視図である。
【図２８】本開示の少なくとも１つの実施形態に係る、図２７に分解図で示したような、３つの組立てた例示的な燃焼器ノズルの平面図である。
【図２９】本開示の少なくとも１つの実施形態に係る、図２７に分解図で示したような燃焼器ノズルの組立て底面図である。
【図３０】本開示の少なくとも１つの実施形態に係る、図２９に示すような例示的な燃焼器ノズルの第１の（径方向外側）部分の拡大図である。
【図３１】本開示の少なくとも１つの実施形態に係る、図２９に示すような例示的な燃焼器ノズルの第２の（径方向内側）部分の拡大図である。
【図３２】本開示の少なくとも１つの実施形態に係る、燃焼器ノズルの内側ライナセグメントまたは外側ライナセグメントのどちらかの一部分の図である。
【図３３】本開示の少なくとも１つの実施形態に係る、燃焼器ノズルの内側ライナセグメントまたは外側ライナセグメントのどちらかの一部分の図である。
【図３４】本開示の少なくとも１つの実施形態に係る、例示的なセグメント型の環状燃焼システムの一部分の吸込側の斜視図である。
【図３５】本開示の１つの実施形態に係る、図３４に示すような燃焼器ノズルの一部分の底面斜視図である。
【図３６】本開示の１つの実施形態に係る、セグメント型の環状燃焼システムの中に実装される例示的な燃焼器ノズルの断面した側面図である。
【図３７】本開示の少なくとも１つの実施形態に係る、ペアの周方向に隣接するダブルベローズシールの斜視図である。
【図３８】本開示の１つの実施形態に係る、例示的な燃焼器ノズルの圧力側の斜視図である。
【図３９】本開示の１つの実施形態に係る、図３８に示したような燃焼器ノズルの一部分の断面した斜視図である。
【図４０】本開示の１つの実施形態に係る、セグメント型の環状燃焼システムの一部分の斜視図である。
【図４１】本開示の１つの実施形態に係る、図４０に示したセグメント型の環状燃焼システムの一部分の断面した側面図である。
【図４２】本開示の少なくとも１つの実施形態に係る、テノンマウントの中に実装される例示的なテノンの断面した下流の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、その１つまたは複数の例が添付図面に例証される本開示の様々な実施形態について詳細に説明する。詳細な説明は、図面中の特徴を引用するために数値や文字の名称を用いている。図面や説明における同一または類似の名称は、本開示の同一または類似の部品を引用するために使用している。
【００２０】
本明細書で使用するとき、用語「第１」、「第２」、および「第３」は、一方の構成要素を他方から区別するために、交換可能に使用することができるが、個々の構成要素の場所や重要度を表すことを意図していない。用語「上流」および「下流」は、流体経路内の流体の流れに関して相対的な方向を指す。例えば、「上流」は、その方向から流体が流れてくることを指し、「下流」は、その方向に流体が流れて行くことを指す。用語「半径方向」は、特定の構成要素の軸方向中心線に対して実質上垂直である相対的な方向を指し、用語「軸方向」は、特定の構成要素の軸方向中心線に対して実質上平行および／または同軸に整列される相対的な方向を指し、用語「周方向」は、特定の構成要素の軸方向中心線の周りに延びる相対的な方向を指す。
【００２１】
本明細書で使用する用語は、特定の実施形態を説明する目的のためだけであり、限定することを意図していない。本明細書で使用するとき、単数形「１つ（ａ）」、「１つ（ａｎ）」、および「その（ｔｈｅ）」は、文脈上別に規定することが明らかな場合を除いて、複数形を同じく含むことを意図している。さらに理解されるであろうことは、用語「含む」および／または「含んでいる」が、本明細書で使用するときに、記載された特徴、完全体、ステップ、動作、エレメント、および／または、構成要素の存在を特定しているが、１つまたは複数の他の特徴、完全体、ステップ、動作、エレメント、構成要素、および／または、それらを集めたものの存在や追加を除外するものではないということである。
【００２２】
各例は、限定ではなく、説明する目的で提供される。実際には、当業者に明白なことは、修正および変形が、その範囲または趣旨から逸脱せずに、行うことができるということであろう。例えば、１つの実施形態の部分として例証または説明される特徴は、他の実施形態について使用して、さらに別の実施形態を生み出してもよい。このように、意図することは、本開示が、添付の特許請求の範囲およびその等価物の範囲に入っているとき、そういった修正および変形を網羅するということである。
【００２３】
本開示の例示的な実施形態は、例証する目的で、地上型動力発生ガスタービン用のセグメント型の環状燃焼システムとの関連で概略が説明されるが、当業者が容易に理解するであろうことは、本開示の実施形態が、ターボ機械用の任意のタイプの燃焼器に適用でき、特許請求の範囲に具体的に記載がない限り、地上型動力発生ガスタービン用の環状燃焼システムに限定されないということである。
【００２４】
さて図面を参照すると、図１は、例示的なガスタービン１０の概略図を例証する。ガスタービン１０は、入口セクション１２と、入口セクション１２の下流に配設される圧縮機１４と、圧縮機１４の下流に配設される燃焼セクション１６と、燃焼セクション１６の下流に配設されるタービン１８と、タービン１８の下流に配設される排出セクション２０と、を一般に含む。追加的に、ガスタービン１０は、圧縮機１４をタービン１８に結合する１つまたは複数のシャフト２２を含むことがある。
【００２５】
動作中に、空気２４は、入口セクション１２を通って圧縮機１４の中に流れ込み、そこでは空気２４が連続的に圧縮され、したがって、圧縮空気２６が燃焼セクション１６に提供される。圧縮空気２６の少なくとも一部分は、燃焼セクション１６内で燃料２８と混合され、燃焼して燃焼ガス３０を生成する。燃焼ガス３０は、燃焼セクション１６からタービン１８の中に流れ込み、エネルギ（運動および／または熱）が燃焼ガス３０からロータブレード（図示せず）に伝達され、したがって、シャフト２２を回転させる。次いで、機械的な回転エネルギは、圧縮機１４に給電するおよび／または電気を発生させるように、様々な目的のために使用されることがある。次いで、タービン１８から出て行く燃焼ガス３０は、排出セクション２０を介してガスタービン１０から排出されることがある。
【００２６】
図２は、本開示の様々な実施形態に係る燃焼セクション１６の上流の図を提供する。図２に示すように、燃焼セクション１６は、外側または圧縮機放出ケーシング３２によって少なくとも部分的に囲まれることがある。圧縮機放出ケーシング３２は、燃焼器１６の様々な構成要素を少なくとも部分的に囲む高圧プレナム３４を少なくとも部分的に画定することがある。高圧プレナム３４は、圧縮空気２６をそこから受け取るように、圧縮機１４（図１）と流体連通することがある。様々な実施形態では、図２に示すように、燃焼セクション１６は、ガスタービンシャフト２２と一致し得るガスタービン１０の軸中心線３８の回りに周方向に配置されるいくつかの統合型の燃焼器ノズル１００を含むセグメント型の環状燃焼システム３６を含む。
【００２７】
図３は、本開示の少なくとも１つの実施形態に係る、第１の側から見たときの、セグメント型の環状燃焼システム３６の一部分の部分分解斜視図を提供する。図４は、本開示少なくとも１つの実施形態に係る、第２の側から見たときの、セグメント型の環状燃焼システム３６の一部分の部分分解斜視図を提供する。図２、３および４に集合的に示すように、セグメント型の環状燃焼システム３６は、複数の統合型の燃焼器ノズル１００を含む。本明細書でさらに説明するように、各燃焼器ノズル１００は、第１の側壁および第２の側壁を含む。特定の実施形態では、第１の側壁は、圧力側壁であり、他方、第２の側壁は、吸込側壁であり、それは下流のタービンノズル１２０の対応する圧力側および吸込側に対する側壁の統合に基づいている。理解すべきは、本明細書で行う圧力側壁および吸込側壁に対するリファレンスが、特定の実施形態を代表し、そういったリファレンスが、論議を容易にするために行われ、しかも、そういったリファレンスが、特定の状況による別段の指示がない限り、任意の実施形態の範囲を限定することを意図していない、ということである。
【００２８】
図３および４に集合的に示すように、各周方向に隣接するペアの燃焼器ノズル１００は、それぞれの１次燃焼ゾーン１０２とそれぞれの２次燃焼ゾーン１０４とをそれらの間に画定し、それによって、１次燃焼ゾーン１０２および２次燃焼ゾーン１０４の環状アレイが形成される。１次燃焼ゾーン１０２および２次燃焼ゾーン１０４は、燃料噴射パネル１１０によって、隣接する１次燃焼ゾーン１０２および２次燃焼ゾーン１０４からそれぞれ周方向に分離されるかまたは流体隔離される。
【００２９】
図３および４に集合的に示すように、各燃焼器ノズル１００は、内側ライナセグメント１０６と、外側ライナセグメント１０８と、内側ライナセグメント１０６および外側ライナセグメント１０８間に延びる中空もしくは半分中空の燃料噴射パネル１１０と、を含む。予期されることは、１より多い（２、３、４、またはそれより多い）燃料噴射パネル１１０が、内側ライナセグメント１０６および外側ライナセグメント１０８間に位置決めされることがあり、それによって、シールの必要な隣接するライナセグメント間の接合の数が削減されるということである。本明細書での論議を容易にするために、リファレンスは、燃料噴射パネルに対するライナセグメントの２対１の比率が要求されないが、それぞれの内側および外側ライナセグメント１０６、１０８間の単一の燃料噴射パネル１１０を有する統合型の燃焼器ノズル１００に対して行われるであろう。図３および４に示すように、各燃料噴射パネル１１０は、前方もしくは上流の端部部分１１２と、後部もしくは下流の端部部分１１４と、第１の（圧力）側壁１１６（図３）と、第２の（吸込）側壁１１８（図４）と、を含む。
【００３０】
セグメント型の環状燃焼システム３６は、燃焼器ノズル１００から外して分解した図３および４に示す複数の環状配置型の燃料噴射モジュール３００をさらに含む。各燃料噴射モジュール３００は、燃料ノズル部分３０２（バンドルチューブ燃料ノズルとして示される）と、それぞれの燃料噴射パネル１１０の前方端部部分１１２に設置するために構成される複数の燃料噴射ランス３０４と、を含む。本明細書で例証する目的で、燃料ノズル部分３０２は、「バンドルチューブノズル」または「バンドルチューブ燃料ノズル部分」と呼ぶことがある。しかしながら、燃料ノズル部分３０２は、任意のタイプの燃料ノズルまたはバーナ（スワール型燃料ノズルまたはスウォズル（ｓｗｏｚｚｌｅ）など）を含むまたは備える（ｉｎｃｌｕｄｅ  ｏｒ  ｃｏｍｐｒｉｓｅ）ことがあり、特許請求の範囲は、具体的にそういった記載がない限り、バンドルチューブ燃料ノズルに限定されるべきではない。
【００３１】
各燃料噴射モジュール３００は、それぞれの燃焼器ノズル１００の、２つの周方向に隣接する燃料噴射パネル１１０間に少なくとも部分的に周方向に、および／または、それぞれの内側ライナセグメント１０６および外側ライナセグメント１０８間に少なくとも部分的に径方向に、延びることがある。軸方向に段階付けされた燃料噴射動作中に、バンドルチューブ燃料ノズル部分３０２は、予混合した燃料および空気のストリーム（すなわち、第１の燃焼性混合物）をそれぞれの１次燃焼ゾーン１０２に提供し、他方、燃料噴射ランス３０４は、複数の圧力側および／または吸込側の予混合チャネル（下で詳細に説明する）を介して、燃料（第２の燃焼性混合物の一部として）をそれぞれの２次燃焼ゾーン１０４に提供する。
【００３２】
少なくとも１つの実施形態では、図３および４に示すように、１つまたは複数の燃料噴射パネル１１０の下流端部部分１１４は、概ねエーロフォイル形状のタービンノズル１２０に移行して、燃焼生成物の流れをタービンブレードに向けて方向付けて加速させる。このように、各燃料噴射パネル１１０の下流端部部分１１４は、前縁のないエーロフォイルとみなしてもよい。統合型の燃焼器ノズル１００が燃焼セクション１６内に実装されるとき、タービンノズル１２０は、タービン１８のタービンロータブレードのステージから直上流に位置決めされることがある。
【００３３】
本明細書で使用するとき、用語「統合型の燃焼器ノズル」は、シームレス構造体を指し、それは、燃料噴射パネル１１０と、燃料噴射パネルの下流のタービンノズル１２０と、燃料噴射パネル１１０の前方端部１１２から後部端部１１４（タービンノズル１２０によって具体化される）に延びる内側ライナセグメント１０６と、燃料噴射パネル１１０の前方端部１１２から後部端部１１４（タービンノズル１２０によって具体化される）に延びる外側ライナセグメント１０８と、を含む。少なくとも１つの実施形態では、統合型の燃焼器ノズル１００のタービンノズル１２０は、第１のステージタービンノズルとして機能し、タービンロータブレードの第１のステージから上流に位置決めされる。
【００３４】
上で説明したように、１つまたは複数の統合型の燃焼器ノズル１００は、完全または一体の構造体またはボディとして形成され、内側ライナセグメント１０６、外側ライナセグメント１０８、燃料噴射パネル１１０、および、タービンノズル１２０を含む。統合型の燃焼器ノズル１００は、鋳造、付加製造（３Ｄ印刷など）、あるいは他の製造技術を介して統合型またはシームレスの構成要素として作製されることがある。一体または統合型の構成要素として燃焼器ノズル１００を形成することによって、燃焼器ノズル１００の様々な特徴部間のシールの必要性は、削減ないし排除されることがあり、部品点数およびコストは、削減されることがあり、組立てステップは、単純化ないし排除されることがある。他の実施形態では、燃焼器ノズル１００は、溶接などによって製作されることがあり、あるいは、異なった製造技術から形成されることがあり、そこでは１つの技術を用いて作製された構成要素が同一または他の技術によって製作された構成要素に接合される。
【００３５】
特定の実施形態では、各統合型の燃焼器ノズル１００の少なくとも一部またはすべては、セラミックマトリックス複合材（ＣＭＣ）または他の複合材材料から形成されることがある。他の実施形態では、各統合型の燃焼器ノズル１００の一部またはすべて、より具体的には、タービンノズル１２０またはその後縁は、酸化に対して高い抵抗性のある材料から作製される（遮熱コーティングで被覆される）ことがあり、あるいは、酸化に対して高い抵抗性のある材料で被覆されることがある。
【００３６】
他の実施形態（図示せず）では、燃料噴射パネル１１０の少なくとも１つは、燃料噴射パネル１１０の長手方向（軸方向）軸と整合する後縁の方に先細になっていることがある。すなわち、燃料噴射パネル１１０は、タービンノズル１２０と統合されないことがある。これらの実施形態では、燃料噴射パネル１１０とタービンノズル１２０について不揃いの数を有することが望ましいことがある。先細の燃料噴射パネル１１０（すなわち、統合型のタービンノズル１２０のないもの）は、統合型のタービンノズル１２０（すなわち、統合型の燃焼器ノズル１００）を有する燃料噴射パネル１１０についての代替または何か他のパターンで使用されることがある。
【００３７】
図３および４に再度戻って、幾つかの実施形態では、軸方向接合部またはスプリットライン１２２は、周方向に隣接する統合型の燃焼器ノズル１００の内側ライナセグメント１０６および外側ライナセグメント１０８間に形成されることがある。スプリットライン１２２は、各ペアの隣接する統合型の燃焼器ノズル１００間にまたは何か他の場所に形成されるそれぞれの１次燃焼ゾーン１０２および２次燃焼ゾーン１０４の周方向中心に沿って配向されることがある。１つの実施形態では、１つまたは複数のシール（スプラインタイプなどの）は、ライナセグメント１０６または１０８のそれぞれの隣接する縁部の一方または双方に窪んだシール受容エリア（図示せず）を含む各接合部１２２に沿って配設されることがある。分離したスプラインタイプのシールは、隣接する統合型の燃焼器ノズル１００の各周方向に隣接するタービンノズル１２０間に使用されることがある。他の実施形態（図示せず）では、ライナセグメント１０６、１０８は、多数の統合型の燃焼器ノズル１００を横切って周方向に延びることがあり、その場合には、必要なのは、燃焼システム３６毎に少なめのシールであり、幾つかのサブセットの燃焼ゾーン１０２、１０４は、囲んでいるスプリットライン１２２およびシールを有することになる。
【００３８】
図５は、本開示の少なくとも１つの実施形態に係る、少なくとも部分的に組立てられた例示的な統合型の燃焼器ノズル１００の圧力側１１６の断面した図を提供する。特定の実施形態では、図３、４および５に集合的に示すように、タービンノズル１２０部分あるいは１つまたは複数の燃料噴射パネル１１０の下流端部部分１１４の一部分は、対応するシールド１２４によって少なくとも部分的にカバーないし遮蔽されることがある。図３および４は、１つのシールド１２４が燃料噴射パネル１１０の対応するタービンノズル部分１２０から分離し、２つの追加のシールド１２４が周方向に隣接するタービンノズル１２０に設置されている図を提供する。シールド１２４は、統合型の燃焼器ノズル１００の高温動作環境に適した任意の材料から形成されることがある。例えば、１つまたは複数の実施形態では、１つまたは複数のシールド１２４は、ＣＭＣまたは酸化に対して高い抵抗性のある他の材料から形成されることがある。場合によっては、幾つかのシールド１２４は、遮熱コーティングで被覆することがある。
【００３９】
特定の実施形態では、図３、４および５に示すように、燃料噴射パネル１１０の下流端部部分１１４に直近の内側ライナセグメント１０６の一部分は、シールド１２４がタービンノズル１２０上を摺動できるように形成されることがある。内側フック板２２８は、内側ライナセグメント１０６に実装されているが、シールド１２４を所定の位置に固定するために使用されることがある。
【００４０】
様々な実施形態では、図３に示すように、各燃料噴射パネル１１０は、圧力側壁１１６に沿って画定される複数の径方向に隔置した圧力側噴射出口１２６を含むことがある。図４に示すように、各燃料噴射パネル１１０は、吸込側壁１１８に沿って画定される複数の径方向に隔置した吸込側噴射出口１２８を含むことがある。各１次燃焼ゾーン１０２のそれぞれは、ペアの周方向に隣接する統合型の燃焼器ノズル１００の対応する圧力側噴射出口１２６および／または吸込側噴射出口１２８から上流に画定される。各２次燃焼ゾーン１０４は、ペアの周方向に隣接する統合型の燃焼器ノズル１００の対応する圧力側噴射出口１２６および／または吸込側噴射出口１２８から下流に画定される。
【００４１】
図３、４、および５に集合的に示すように、２つの周方向に隣接する燃料噴射パネル１１０の圧力側噴射出口１２６および吸込側噴射出口１２８は、それぞれの噴射平面１３０、１３１を画定し、そこから第２の燃料および空気混合物が、それぞれ１次燃焼ゾーン１０２から生じる燃焼ガスの流れの中に噴射される。特定の実施形態では、圧力側噴射平面１３０および吸込側噴射平面１３１は、燃料噴射パネル１１０の下流端部部分１１４から同一の軸方向距離で、画定または軸方向に段階付けされることがある。他の実施形態では、圧力側噴射平面１３０および吸込側噴射平面１３１は、燃料噴射パネル１１０の下流端部部分１１４から異なった軸方向距離で、画定または軸方向に段階付けされることがある。
【００４２】
図３および５が、統合型の燃焼器ノズル１００の軸方向中心線に関して共通径方向または噴射平面１３０に、あるいは、燃料噴射パネル１１０の下流端部部分１１４から共通軸方向距離に、存在するような複数の圧力側噴射出口１２６を例証しているが、特定の実施形態では、１つまたは複数の圧力側噴射出口１２６は、径方向に隣接する圧力側噴射出口１２６に関して軸方向に千鳥状に配置されることがあり、それによって、圧力側噴射出口１２６の軸方向距離が、特定の圧力側噴射出口１２６のために、下流端部１１４の方にオフセットされる。同様に、図４が、共通径方向または噴射平面１３１の、あるいは、燃料噴射パネル１１０の下流端部部分１１４から共通軸方向距離の、複数の吸込側噴射出口１２８を例証しているが、特定の実施形態では、１つまたは複数の吸込側噴射出口１２８は、径方向に隣接する吸込側噴射出口１２８に関して軸方向に千鳥状に配置されることがあり、それによって、吸込側噴射出口１２８の軸方向距離が、特定の吸込側噴射出口１２８のために、下流端部部分１１４の方にオフセットされる。
【００４３】
また、噴射出口１２６、１２８が均一の寸法（すなわち、断面積）を有するように例証されているが、予期されることは、幾つかの状況によっては、異なった寸法にされた噴射出口１２６、１２８を燃料噴射パネル１１０の異なったエリアに採用することが望ましいことがあるということである。例えば、大きめの直径を有する噴射出口１２６、１２８は、燃料噴射パネル１１０の径方向中心部分に使用されることがあり、他方、小さめの直径を有する噴射出口１２６、１２８は、内側ライナセグメント１０６および外側ライナセグメント１０８に近位のエリアに使用されることがある。同様に、所与の側壁１１６または１１８の噴射出口１２６または１２８が、反対側の側壁１１８または１１６の噴射出口１２８または１２６とは異なる寸法を有する、ということが望ましいことがある。
【００４４】
上で述べたように、少なくとも１つの実施形態では、２次燃料空気の導入について燃料噴射パネル１１０の単一の側（例えば、圧力側壁１１６または吸込側壁１１８）から起こさせることが望ましいことがある。このように、各燃料噴射パネル１１０は、出口を共通側壁（１１６または１１８）に有する単一セットの予混合チャネルだけを具備することがある。そのうえ、各燃料噴射パネル１１０は、２つ（またはそれより多く）のサブセットの予混合チャネル（それぞれのサブセットの燃料噴射ランス３０４によって別々に燃料供給される）を単一の側壁に具備することがあり、各サブセットのランス３０４への燃料は、独立して活動化、削減、または非活動化される。他の実施形態では、各燃料噴射パネル１１０は、出口を両側壁（１１６および１１８）に有する２つ（またはそれより多く）のサブセットの予混合チャネル（それぞれのサブセットの燃料噴射ランス３０４（図１３に示すような）によって別々に燃料供給される）を具備することがあり、各サブセットのランス３０４への燃料は、独立して活動化、削減、または非活動化される。
【００４５】
図６、７および８は、それぞれ断面線６−６、断面線７−７、および断面線８−８に沿って取った、図５に示す燃焼器ノズル１００の断面した図を提供する。
【００４６】
図６および７に集合的に示すように、各燃料噴射パネル１１０は、出口を燃料噴射パネル１１０の側に有する複数の予混合チャネルを含む。一例として、圧力側予混合チャネル１３２（図６）は、出口１２６を圧力側１１６に有するそれらのチャネルであり、他方、吸込側予混合チャネル１３４（図７）は、出口１２８を圧力側１１８に有するそれらのチャネルである。各圧力側予混合チャネル１３２は、それぞれの圧力側噴射出口１２６と流体連通する。各吸込側予混合チャネル１３４は、それぞれの吸込側噴射出口１２８と流体連通する。少なくとも１つの実施形態では、図６に示すように、圧力側予混合チャネル１３２は、圧力側壁１１６および吸込側壁１１８間の燃料噴射パネル１１０内に画定される。少なくとも１つの実施形態では、図７に示すように、吸込側予混合チャネル１３４は、圧力側壁１１６および吸込側壁１１８間の燃料噴射パネル１１０内に画定される。
【００４７】
上で述べたように、予期されることは、燃料噴射パネル１１０が、単一側（それぞれ圧力側壁１１６または吸込側壁１１８のどちらか）に沿って位置する出口で終わる予混合チャネル（１３２または１３４）を有することがあるということである。このように、本明細書で、出口１２６、１２８を圧力側壁１１６および吸込側壁１１８の双方に有する実施形態に言及しているが、理解すべきことは、特許請求の範囲に記載されている場合を除き、燃料空気混合物を送達するために圧力側壁１１６および吸込側壁１１８の双方が出口１２６、１２８を有する、という要件が存在しないということである。
【００４８】
特定の実施形態では、図６および７に示すように、燃料噴射パネル１１０の圧力側壁１１６および吸込側壁１１８のどちらかまたは双方の壁厚さＴは、軸方向（または長手方向）の長さに沿って、および／または、燃料噴射パネル１１０の径方向スパンに沿って、様々であることがある。例えば、燃料噴射パネル１１０の圧力側壁１１６および吸込側壁１１８のどちらかまたは双方の壁厚さＴは、上流端部部分１１２および下流端部部分１１４間、および／または、内側ライナセグメント１０６および外側ライナセグメント１０８間で様々であることがある（図５）。
【００４９】
特定の実施形態では、図６に例証するように、全噴射パネル厚さＰＴは、軸方向（または長手方向）の長さに沿って、および／または、燃料噴射パネル１１０の径方向スパンに沿って、様々であることがある。例えば、圧力側壁１１６および／または吸込側壁１１８は、２つの周方向に隣接する統合型の燃焼器ノズル１００間に流れる燃焼ガスの流れ、に向けて外方に、および／または、その中に、膨出する凹状部分を含むことがある。全噴射パネル厚さＰＴにおける膨出または変動は、それぞれの圧力側壁１１６または吸込側壁１１８の径方向スパンおよび／または軸方向長さに沿って任意の点で起こることがある。パネル厚さＰＴまたは膨出の位置は、局所エリアを仕立てて、壁厚さＴの変化を要することなく、或るターゲット速度と残留時間プロファイルを達成するために、圧力側壁１１６または吸込側壁１１８の軸方向長さおよび／または径方向スパンに沿って様々であることがある。膨出エリアが所与の燃料噴射パネル１１０の圧力側壁１１６および吸込側壁１１８の双方において対称である、ということは必要とされない。
【００５０】
特定の実施形態では、図６に示すように、１つまたは複数の圧力側予混合チャネル１３２は、燃料噴射パネル１１０の長手方向軸に沿って延びる概ね真っ直ぐすなわち直線の部分１３６と、それぞれの圧力側噴射出口１２６から直上流に画定される概ね湾曲した部分１３８と、を有することがある。特定の実施形態では、図７に示すように、１つまたは複数の吸込側予混合チャネル１３４は、燃料噴射パネル１１０の長手方向軸に沿って延びる概ね真っ直ぐな部分１４０と、対応する吸込側噴射出口１２８から直上流に画定される湾曲した部分１４２と、を有することがある。湾曲した部分１３８、１４２は、内側半径（燃料噴射パネル１１０の上流端１１２に向かう）と、外側半径（燃料噴射パネル１１０の下流端１１４に向かう）と、を含むことがある。少なくとも１つの実施形態では、図８に示すように、圧力側予混合チャネル１３２は、対応する吸込側予混合チャネル１３４から径方向に離して隔置またはそれによって分離されることがある。
【００５１】
特定の実施形態では、図６および７に示すように、圧力側予混合チャネル１３２および／または吸込側予混合チャネル１３４は、燃料噴射パネル１１０の圧力側壁１１６および吸込側壁１１８を横切るかまたはそれらの間で屈曲することがある。１つの実施形態では、圧力側予混合チャネル１３２および／または吸込側予混合チャネル１３４は、燃料噴射パネル１１０の真っ直ぐまたは一定の軸方向（または長手方向）平面に沿ってというよりむしろ、圧力側壁１１６および吸込側壁１１８間で径方向の内方および／または外方に横切ることがある。圧力側予混合チャネル１３２および／または吸込側予混合チャネル１３４は、燃料噴射パネル１１０内で異なった角度で配向されることがある。特定の実施形態では、１つまたは複数の圧力側予混合チャネル１３２および／または吸込側予混合チャネル１３４は、様々な寸法および／またはジオメトリで形成されることがある。特定の実施形態では、１つまたは複数の予混合チャネル１３２、１３４は、曲がり、よじれ、捩れ、螺旋部分、攪拌部またはその種のもの、などの混合促進特徴部をその中に含むことがある。
【００５２】
図６、７および８に集合的に示すように、それぞれの燃料噴射モジュール３００からの燃料噴射ランス３０４は、予混合空気プレナム１４４を貫通し、予混合空気プレナム１４４は、燃料噴射パネル１１０内に画定され、特に、燃料噴射パネル１１０の上流端部部分１１２に近位の圧力側壁１１６および吸込側壁１１８（図６および７）間に画定される。各燃料噴射ランス３０４の下流端部部分３０６は、それぞれの燃料噴射パネル１１０のそれぞれの圧力側予混合チャネル１３２またはそれぞれの吸込側予混合チャネル１３４、の中に少なくとも部分的に延びて、それと流体連通する。再言すると、予混合チャネル１３２、１３４の双方が存在することは、必要とされない。むしろ、１セットの予混合チャネル１３２または１３４だけが使用されることがある。
【００５３】
図９は、本開示の少なくとも１つの実施形態に係る、予混合空気プレナム１４４の一部分が切り取られた、複数の統合型の燃焼器ノズル１００のうちの例示的な統合型の燃焼器ノズル１００の断面した下流の斜視図を提供する。図１０は、本開示の少なくとも１つの実施形態に係る、図９に示すような、燃料噴射パネル１１０の一部分の拡大図を提供する。
【００５４】
少なくとも１つの実施形態では、図９および１０に集合的に示すように、各燃料噴射パネル１１０は、燃料噴射ランス３０４を予混合チャネル１３２、１３４の中に方向付けるために複数の径方向に隔置した環状カラーまたはシート１４６を含む。各カラー１４６は、中央開口１５１を画定し、複数のストラット１４８によって支持される。各カラー１４６は、中央開口１５１に外接する先細または末広の部分１５０を含むことがあり、対応する燃料噴射ランス３０４を中央開口１５１の中に挿入または整合させることで支援する。ストラット１４８は、それぞれのカラー１４６の周りに隔置されることがあり、それぞれのカラー１４６の回りで対応する予混合チャネル１３２または１３４の中への流れ通路１５２を画定する。流れ通路１５２は、予混合空気プレナム１４４と圧力側および吸込側予混合チャネル１３２、１３４との間の流体連通を提供する。図６、７および８に示すように、カラー１４６は、燃料噴射ランス３０４の少なくとも一部分（下流端部部分３０６など）を受容および／または支持するために寸法決めされることがある。
【００５５】
図１１は、少なくとも１つの実施形態に係る、例示的な燃料噴射ランス３０４がその中に挿入されている、例示的な燃料噴射パネル１１０の一部分の頭上（上から下）の断面した図を提供する。特定の実施形態では、図１１に示すように、１つまたは複数の燃料噴射ランス３０４の下流端部部分３０６は、分注先端３０８を含む。分注先端３０８は、（上で論議したように）それぞれの燃料噴射パネル１１０のそれぞれのカラー１４６を通した設置を容易にするために、円錐状、収斂状、または先細状であることがあり、また、それぞれの圧力側予混合チャネル１３２またはそれぞれの吸込側予混合チャネル１３４の中に少なくとも部分的に延びることがある。分注先端３０８は、１つまたは複数の噴射ポート３１０を含むことがあり、それは噴射器燃料プレナム３３６と流体連通する（下でさらに論議する）。
【００５６】
特定の実施形態では、図１１に示すように、１つまたは複数の燃料噴射ランス３０４は、ベローズ部分またはカバー３１２を含む。ベローズ部分３１２は、セグメント型の環状燃焼システム３６の動作中の、燃料噴射パネル１１０および噴射ランス３０４間の、概ね軸方向の、相対的な熱膨張または移動を可能にすることがある。特定の実施形態では、図１１に示すように、燃料噴射パネル１１０は、燃料噴射パネル１１０の上流端部部分１１２に近位配設されまたはそれに結合される複数の浮動式カラー１５４を含むことがある。浮動式カラー１５４は、統合型の燃焼器ノズル１００（特に、燃料噴射パネル１１０）および燃料噴射モジュール３００間の径方向および／または軸方向の移動を可能にすることがある。
【００５７】
図８〜１１に示すように、予混合チャネル１３２、１３４は、燃料噴射パネル１１０の圧力側壁１１６および吸込側壁１１８間に隔置される共通の径方向平面に配置される。代替的に、図１２に示すように、圧力側予混合チャネル１３２および／または吸込側予混合チャネル１３４は、燃料噴射パネル１１０の吸込側壁１１８および／または圧力側壁１１６と一体的に形成されることがあり、出口を燃料噴射パネル１１０の反対側に、あるいは、出口を燃料噴射パネル１１０の同一側に備える。この実施形態では、燃料噴射ランス３０４は、周方向に、第１のサブセットの圧力側燃料噴射ランスと、第２のサブセットの吸込側燃料噴射ランスと、に分離されることがあり、したがって、燃料噴射ランス３０４は、対応する予混合チャネル１３２、１３４の入口と整合する。第１のサブセットの燃料噴射ランス３０４および第２のサブセットの燃料噴射ランス３０４は、１つまたは複数の噴射器燃料プレナム３３６によって燃料供給されることがある。
【００５８】
図１３は、１つの実施形態に係る、例示的な統合型の燃焼器ノズル１００の一部分の中に挿入される例示的な燃料噴射モジュール３００の下流の斜視図を提供する。図１４は、図１３に示すような、燃料噴射モジュール３００の上流の斜視図を提供する。様々な実施形態では、図１３および１４に集合的に示すように、燃料噴射モジュール３００は、ハウジングボディ３１４を有するバンドルチューブノズル部分３０２を含む。ハウジングボディ３１４は、前方（または上流）板または面３１６と、後部（または下流）板または面３１８と、前方板３１６から後部板３１８に軸方向に延びる外側周囲壁３２０と、外側周囲壁３２０の中の前方板３１６および後部板３１８を通って軸方向に延びる複数のチューブ３２２と、を含むことがある。特定の実施形態では、シール３２４（浮動式カラーシールなどの）は、ハウジングボディ３１４の外側周囲壁３２０の少なくとも一部分を囲む。シール３２４は、周方向に隣接する燃料噴射モジュール３００の外側壁などのシール表面と係合することがあり、その間の流体の流れを防止または削減する。
【００５９】
各チューブ３２２は、前方板３１６にまたはそこから上流に画定される入口３２６（図１３）と、後部板３１８にまたはそこから下流に画定される出口３２８（図１４）と、それぞれの入口３２６および出口３２８間に延びる予混合通路３３０（図１４に隠れ線で示す）と、を含む。図１４に隠れ線で示すように、燃料ノズルプレナム３３２は、燃料噴射モジュール３００のハウジングボディ３１４の中に画定される。複数のチューブ３２２の各チューブ３２２は、燃料ノズルプレナム３３２を貫通する。少なくとも幾つかのチューブ３２２は、燃料ノズルプレナム３３２の中に位置決めされる少なくとも１つの燃料ポート３３４を含むまたは画定する。各燃料ポート３３４は、燃料ノズルプレナム３３２からそれぞれの予混合通路３３０の中への流体連通を可能にする。特定の実施形態では、燃料ノズルプレナム３３２は、ハウジングボディ３１４の中に画定される２つ以上の燃料ノズルプレナム３３２に再分割または区分されることがある。
【００６０】
動作では、ガス状燃料（あるいは、幾つかの実施形態によっては、ガス状混合物に改質される液体燃料）は、燃料ノズルプレナム３３２から燃料ポート３３４を介して各チューブ３２２のそれぞれの予混合通路３３０の中に流れ込み、そこでは燃料が、各チューブ３２２のそれぞれの入口３２６から入ってくる空気と混合する。燃料ポート３３４は、例えば、２つの隣接する統合型の燃焼器ノズル１００間の燃焼力学に取り組むまたは整調するために、あるいは、セグメント型の環状燃焼システム３６およびタービン１８間のコヒーレントアキシャルモードを緩和するために、マルチタウ配置が望ましい場合、単一の軸方向平面または１つより多くの軸方向平面のそれぞれのチューブ３２２に沿って位置決めされることがある。
【００６１】
図１３で提供する実施形態では、複数の燃料噴射ランス３０４の各燃料噴射ランス３０４は、隣接する燃料噴射ランス３０４から燃料噴射モジュール３００のハウジングボディ３１４の外側周囲壁３２０の径方向壁部分に沿って径方向に隔置される。図１３に隠れ線で示すように、噴射器燃料プレナムまたは燃料回路３３６は、燃料噴射モジュール３００のハウジングボディ３１４の中に画定される。
【００６２】
特定の実施形態では、燃料噴射ランス３０４は、噴射器燃料プレナム３３６と流体連通する。特定の実施形態では、噴射器燃料プレナム３３６は、２つ以上の噴射器燃料プレナム３３６に再分割されることがある。例えば、特定の実施形態では、噴射器燃料プレナム３３６は、燃料を第１のサブセット３４０の複数の燃料噴射ランス３０４に給送し得る第１の噴射器燃料プレナム３３８と、燃料を第２のサブセット３４４の複数の燃料噴射ランス３０４に給送し得る第２の噴射器燃料プレナム３４２と、に再分割されることがある。示したように、第１のサブセット３４０の燃料噴射ランス３０４は、径方向内側サブセットであることがあり、他方、第２のサブセット３４４の燃料噴射ランス３０４は、径方向外側サブセットであることがある。
【００６３】
他の実施形態では、複数の燃料噴射ランス３０４のうちの１つおきの燃料噴射ランス３０４は、第１の噴射器燃料プレナムによって燃料供給されることがあり、他方、残りのランス３０４は、別個の燃料噴射器プレナムによって燃料供給される。そういった配置構成では、１つの側壁に沿って出口を有する予混合チャネル（例えば、１３２）に対して、それと反対の側壁の予混合チャネル（例えば、１３４）への燃料の供給と関係なく、燃料を供給することができる。
【００６４】
特定の実施形態では、燃料噴射ランス３０４は、径方向外側のサブセットの燃料噴射ランス（３０４（ａ））と、中間または中央のサブセットの燃料噴射ランス３０４（ｂ）と、径方向内側のサブセットの燃料噴射ランス３０４（ｃ）と、に再分割されることがある。この構成では、径方向外側のサブセットおよび径方向内側のサブセットの燃料噴射ランス３０４（ａ）、３０４（ｃ）は、燃料を１つの燃料噴射器プレナムから受け取ることがあり、他方、中間のサブセットの燃料噴射ランス３０４（ｂ）は、燃料を他の（別個の）燃料噴射器プレナムから受け取ることがある。複数の燃料噴射ランス３０４は、複数の別個または共通に燃料供給されるサブセットの燃料噴射ランス３０４に再分割されることがあり、本開示は、特許請求の範囲に別段の記載がない限り、２つまたは３つのサブセットの燃料噴射ランスに限定されない。
【００６５】
燃料は、セグメント型の環状燃焼システム３６のヘッド端部部分から燃料噴射モジュール３００の中の様々のプレナムに供給されることがある。例えば、燃料は、圧縮機放出ケーシング３２に結合された端部カバー（図示せず）を介して、および／または、圧縮機放出ケーシング３２のヘッド端部部分の中に配設された１つまたは複数のチューブまたはコンジットを介して、様々な燃料噴射モジュール３００に供給されることがある。
【００６６】
代替的に、燃料は、径方向に外側ライナセグメント１０８を通して、燃料噴射モジュール１１０に、径方向外側の燃料マニホルドまたは燃料供給組立体（図示せず）から、供給されることがある。さらに別の構成（図示せず）では、燃料は、燃料噴射パネル１１０の後部端１１４に供給され、バンドルチューブ燃料ノズル３０２または燃料噴射ランス３０４を介して導入される前に燃料噴射パネル１１０を冷却するために圧力側壁１１６および／または吸込側壁１１８を通してルート送りされることがある。
【００６７】
別の構成（図示せず）では、燃料は、燃料噴射パネル１１０の後部端１１４に供給され、予混合チャネル１３２、１３４に方向付けられることがあり、それらは、燃料噴射パネル１１０の後部端から始まり、圧力側壁１１６および吸込側壁１１８にそれぞれ出口１２６、１２８を有する。この構成では、燃料噴射ランス３０４の必要性は排除され、バンドルチューブ燃料ノズル３０２への燃料は、（本明細書で説明するものなどの燃料供給コンジットを介して）径方向または軸方向のどちらかで供給されることがある。
【００６８】
図１３に示すように、様々な実施形態では、１つまたは複数のコンジット３４６は、燃料ノズルプレナム３３２および／または噴射器燃料プレナム３３６もしくは噴射器燃料プレナム３３８、３４２に燃料を提供するために使用されることがある。例えば、１つの実施形態では、コンジット３４６は、チューブインチューブ構成を形成する内側チューブ３５０を同心状に囲む外側チューブ３４８を含むことがある。この実施形態では、外側燃料回路３５２は、内側チューブ３５０および外側チューブ３４８間に径方向に画定され、内側燃料回路３５４は、内側チューブ３５０の中に形成され、こうして、燃料ノズルプレナム３３２および／または噴射器燃料プレナム３３６、３３８、３４２への同心状の燃料流れ経路が画定される。例えば、外側燃料回路３５２は、燃料を１つまたは複数の噴射器プレナム３３６、３３８、３４２に提供することがあり、他方、内側燃料回路３５４は、燃料を燃料ノズルプレナム３３２にあるいはその逆に提供する。別の実施形態（図示せず）では、独立のチューブ３４８、３５０は、燃料を燃料ノズルプレナム３３２および噴射器燃料プレナム３３６に送達するために使用されることがある。
【００６９】
図１５は、他の実施形態に係る、燃料噴射モジュール３００の上流の斜視図を提供する。図１６は、他の実施形態に係る、代替の燃料噴射モジュール３００の上流の斜視図を提供する。図１７は、周方向に隣接する統合型の燃焼器ノズル１００の中に設置される（図１５に示すような）複数の燃料噴射モジュール３００の下流の斜視図を提供する。
【００７０】
図１５、１６および１７に集合的に例証される実施形態では、バンドルチューブ燃料ノズル部分３０２の複数のチューブ３２２は、第１のサブセットのチューブ３５６および第２のサブセットのチューブ３５８に再分割される。ハウジングボディ３１４は、共通の前方板３１６と、第１の後部板３６０と、第２の後部板３６２と、１つまたは複数のそれぞれの燃料ノズルプレナム（図示せず）を画定するために各サブセットのチューブ３５６、３５８の周りに延びる外側周囲壁３２０と、を含む。本明細書で使用するとき、用語「燃料ノズルプレナム」および「バンドルチューブ燃料プレナム」は、燃料噴射モジュール３００の燃料ノズル部分３０２（ケースによっては、バンドルチューブ燃料ノズル）に燃料を供給する燃料プレナムを指すために互換的に使用されることがある。
【００７１】
第１のサブセットのチューブ３５６は、前方板３１６と、ハウジングボディ３１４の中に画定される第１の燃料ノズルプレナムと、第１の後部板３６０と、を貫通する。第２のサブセットのチューブ３５８は、前方板３１６と、ハウジングボディ３１４の中に画定される第２の燃料ノズルプレナムと、第２の後部板３６２と、を貫通する。図１５に示すように、複数の燃料噴射ランス３０４は、第１のサブセットのチューブ３５６および第２のサブセットのチューブ３５８間に、および／または、第１の後部板３６０および第２の後部板３６２間に、周方向に配設される。
【００７２】
図１６は、代替の燃料噴射モジュール３００を例証しており、燃料噴射パネル１１０の中の噴射器燃料プレナムへの燃料の径方向の送達を備える実施形態に使用されることがある。この実施形態では、燃料噴射ランス３０４は、燃料噴射モジュール３００から省略されることがあり、こうして、それぞれのサブセットのチューブ３５６、３５８間の周方向ギャップが残される。
【００７３】
特定の実施形態では、図１４、１５および１６に示すように、１つまたは複数の燃料噴射モジュール３００は、燃料噴射モジュール３００のバンドルチューブノズル部分３０２から出て行く燃料および空気混合物を点火するためのイグナイタ３６４を含むことがある。特定の実施形態では、図１５および１６に示すように、シール３６６（フラまたはばねタイプのシールなど）は、１つまたは複数の燃料噴射モジュール３００のハウジングボディ３１４の側面周囲壁３６８に沿って配設されることがある。シール３６６は、隣接する燃料噴射モジュール３００の隣接する周囲壁に係合することがあり、その間の流体の流れを防止または削減する。
【００７４】
図１５、１６および１７は、各燃料噴射モジュール３００に関連付けされたペアの燃料コンジット３８２、３９２を例証している。１つの実施形態（図１５および１７）では、燃料コンジット３８２、３９２は、上で論議したようなチューブインチューブ配置として構築されることがある。このケースでは、第１の燃料コンジット３８２は、燃料を第１のサブセットのバンドルチューブ３５６および第１のサブセットの燃料噴射ランス３０４（個々にラベル付けしていない）に供給することがあり、他方、もう１つの燃料コンジット３９２は、燃料を第２のサブセットのバンドルチューブ３５８および第２のサブセットの燃料噴射ランス３０４に供給することがある。
【００７５】
別の実施形態（図１６）では、燃料コンジット３８２は、燃料を第１のサブセットのバンドルチューブ３５６に供給することがあり、第２のコンジット３９２は、燃料を第２のサブセットのバンドルチューブ３５８に供給することがある。さらに別の変形例では、第１のサブセットのバンドルチューブ３５６および第２のサブセットのバンドルチューブ３５８は、共通の第１の燃料ノズルプレナム３７２（第１の燃料コンジット３８２によって給送される）および共通の第２の燃料ノズルプレナム（第２の燃料コンジット３９２によって給送される）によって給送されることがあり、こうして、各サブセットのチューブ３５６、３５８は、径方向内側および径方向外側にグループ分けしたバンドルチューブにさらに分割することができる。すなわち、第１のバンドルサブセット３５６の径方向内側チューブおよび第２のバンドルサブセット３５８の径方向内側チューブは、第１のコンジット３８２によって燃料供給されることがあり、他方、サブセット３５６、３５８の径方向外側チューブは、第２のコンジット３９２によって燃料供給されることがある。このように、径方向内側および径方向外側のバンドルチューブサブセットを生成することができ、それらは、単一の燃料噴射モジュール３００の共通のハウジングの中で独立して燃料供給されることがある。
【００７６】
図１７は、図１５の例示的な燃料噴射モジュール３００が３つのセットを例証しており、それらは３つのそれぞれの燃焼器ノズル１００と共に組立てられる。示すように、第１のサブセットのバンドルチューブ３５６は、燃料噴射パネル１１０の吸込側壁（１１８）の周方向外側寄りに位置する。燃焼器ノズル１００は、第１および第２のバンドルチューブ燃料ノズルサブセット３５６、３５８間に位置決めされる。第２のバンドルチューブ燃料ノズルサブセット３５８は、同じ燃料噴射パネル１１０の圧力側壁（１１６）の周方向外側寄りに位置する。このように、各１次燃焼ゾーン１０２は、第１の燃料噴射モジュール３００の第２のバンドルチューブ燃料ノズルサブセット３５８と、第２の（隣接する）燃料噴射モジュール３００の第１のバンドルチューブ燃料ノズルサブセット３５６と、からの燃料および空気混合物を燃焼させる。同様に、燃料噴射パネル１１０の各側壁に配設される予混合チャネル１３２、１３４を有するそれらの実施形態では、各２次燃焼ゾーン１０４は、第１の燃料噴射パネル１１０の吸込側予混合チャネル１３４と、第２の（隣接する）燃料噴射パネル１１０の圧力側予混合チャネル１３２と、からの燃料および空気混合物を燃焼させる。
【００７７】
図１８は、少なくとも１つの実施形態に係る、燃料噴射パネル１１０の一部分および燃料噴射モジュール３００（図１５および１７に示すような）を含む統合型の燃焼器ノズル１００の一部分の断面した平面図を提供する。図１９は、少なくとも１つの実施形態に係る、圧力側壁１１６を切り取った例示的な統合型の燃焼器ノズル１００の中に挿入される燃料噴射モジュール３００（図１５に例証する）の実施形態の断面した側面図を提供する。
【００７８】
図１８に示すように、複数のチューブ３２２のうちの第１のサブセットのチューブ３５６は、それぞれの燃料噴射パネル１１０の吸込側壁１１８の一部分に沿って延び、複数のチューブ３２２のうちの第２のサブセットのチューブ３５８は、同じ燃料噴射パネル１１０の圧力側壁１１６に沿って延びる。そういうことで、図１７に示すように、２つの周方向に隣接する統合型の燃焼器ノズル１００に実装される２つの周方向に隣接する燃料噴射モジュール３００は、セグメント型の環状燃焼システム３６の中の各１次燃焼ゾーン１０２のためのチューブ３２２のフルバンクを形成するために必要とされることがある。
【００７９】
特定の実施形態では、図１８および１９に示すように、バンドルチューブ燃料プレナム３３２は、２つ以上のバンドルチューブ燃料プレナムに再分割されることがある。例えば、１つの実施形態では、バンドルチューブ燃料プレナム３３２は、燃料噴射モジュール３００の中に画定または配設される壁３７１や他の障害物を介して、第１のバンドルチューブ燃料プレナム３７０および第２のバンドルチューブ燃料プレナム３７２に再分割または区分されることがある。この構成では、図１８に示すように、第１のバンドルチューブ燃料プレナム３７０は、燃料を第１のサブセットのチューブ３５６に提供することがあり、他方、第２のバンドルチューブ燃料プレナム３７２は、燃料を第２のサブセットのチューブ３５８に提供する。この構成では、第１のサブセットのチューブ３５６および第２のサブセットのチューブ３５８は、互いに独立して燃料供給または作動されることがある。
【００８０】
特定の実施形態では、図１８に例証するように、バンドルチューブ燃料プレナム３３２は、ハウジングボディ３１４の中に配設される１つまたは複数の板または壁３７３を介して、一方または双方のサブセットのチューブ３５６、３５８を軸方向に横切って再分割されることがあり、それによって、前方バンドルチューブ燃料プレナム３３２（ａ）および後部バンドルチューブ燃料プレナム３３２（ｂ）が形成される。１つまたは複数の燃料ポート３３４は、前方バンドルチューブ燃料プレナム３３２（ａ）と流体連通することがあり、１つまたは複数の燃料ポート３３４は、後部バンドルチューブ燃料プレナム３３２（ｂ）と流体連通することがあり、それによって、燃焼力学に取り組むまたは整調するために、マルチタウ可撓性が提供される。
【００８１】
特定の実施形態では、図１９に示すように、噴射器燃料プレナム３３６は、第１の噴射器燃料プレナム３７４および第２の噴射器燃料プレナム３７６に再分割または分裂されることがある。この実施形態では、複数の燃料噴射ランス３０４は、第１（すなわち、径方向内側）のサブセット３７８の燃料噴射ランス３０４および第２（すなわち、径方向外側）のサブセット３８０の燃料噴射ランス３０４に再分割されることがある。第１のサブセット３７８の燃料噴射ランス３０４は、第１の噴射器燃料プレナム３７４と流体連通することがあり、第２のサブセット３８０の燃料噴射ランス３０４は、第２の噴射器燃料プレナム３７６と流体連通することがある。
【００８２】
第１（すなわち、径方向内側）のサブセット３７８の燃料噴射ランス３０４は、径方向内側セットの圧力側壁および／または吸込側壁予混合チャネル１３２、１３４に燃料供給することがあり、他方、第２（すなわち、径方向外側）のサブセット３８０の燃料噴射ランス３０４は、径方向外側セットの圧力側壁および／または吸込側壁予混合チャネル１３２、１３４に燃料供給することがある。この構成は、第１のサブセットの燃料噴射ランス３０４および第２のサブセットの燃料噴射ランス３０４が、動作モード（例えば、全負荷、部分負荷、またはターンダウン）または所望のエミッション性能に応じて、独立してまたは一斉に動作することがあるという点で、操作の柔軟性を増進することがある。
【００８３】
図１９は、内側燃料回路３８８および外側燃料回路３９０を画定するチューブインチューブ構成を形成するために、内側チューブ３８６を同心状に囲む外側チューブ３８４を含む第１のコンジット３８２をさらに例証している。内側燃料回路３８８は、燃料を第１のバンドルチューブ燃料プレナム３７０に供給するために使用されることがあり、外側燃料回路３９０は、燃料を第１の噴射器燃料プレナム３７４に（またはその逆に）提供するために使用されることがある。第２のコンジット３９２は、チューブインチューブ構成を形成するために内側チューブ３９６を同心状に囲む外側チューブ３９４を含むが、内側燃料回路３９８および外側燃料回路４００を画定する。内側燃料回路３９８は、燃料を第２のバンドルチューブ燃料プレナム３７２に供給するために使用されることがあり、外側燃料回路４００は、燃料を第２の噴射器燃料プレナム３７６に提供するために使用されることがある。
【００８４】
都合の良いことに、図１５および１７〜１９に示す実施形態では、燃料ノズル部分３０２および燃料噴射ランス３０４の双方への燃料は、共通の燃料コンジット（例えば、チューブインチューブコンジット）を介して送達され、それによって、複雑さが軽減され、部品点数が最小化される。チューブインチューブ配置が本明細書で例証されているが、理解すべきことは、単独の燃料コンジットが、その代わりに使用されることがあり、少なくとも１つの燃料コンジットが、燃料を燃料ノズル部分３０２に供給し、少なくとも１つの他の燃料コンジットが、燃料を燃料噴射ランス３０４に供給する、ということである。
【００８５】
図２０は、少なくとも１つの実施形態に係る、ペアの周方向に隣接する統合型の燃焼器ノズル１００と、ペアの径方向に実装された燃料噴射モジュール３００と、を含むセグメント型の環状燃焼システム３６の一部分の下流の斜視図を提供する。１つの実施形態では、図２０に示すように、２つの燃料噴射モジュール３００は、径方向に互いに積み重ねられることがあり、それによって、径方向内側および径方向外側燃料噴射モジュールセット４０２が形成される。燃料噴射モジュールセット４０２の各燃料噴射モジュール３００は、前に説明したように、複数の燃料回路を有するコンジット４０４、４０６を用いて独立して燃料供給され、したがって、積み重ねた燃料噴射モジュールセット４０２は、少なくとも４つの独立の燃料回路を有する。このやり方では、それぞれのバンドルチューブ燃料プレナムおよび噴射器燃料プレナムは、既に説明したように、独立してチャージまたは作動されることがある。
【００８６】
特定の実施形態では、図２０に示すように、少なくとも１つの燃料噴射パネル１１０は、それぞれの燃料噴射パネル１１０の圧力側壁（図１９では隠れている）および吸込側壁１１８のそれぞれの開口を貫通する少なくとも１つのクロスファイヤチューブ１５６を画定することがある。クロスファイヤチューブ１５６は、周方向に隣接する統合型の燃焼器ノズル１００間の周方向に隣接する１次燃焼ゾーン１０２のクロスファイヤと点火を可能にする。
【００８７】
１つの実施形態では、図２１に示すように、クロスファイヤチューブ１５６は、空気の体積がその中に画定されている二重壁の円筒構造体によって画定される。燃焼ガス３０は、第１の１次燃焼ゾーン１０２で点火されるが、クロスファイヤチューブ１５６の内側壁を通って隣接する１次燃焼ゾーン１０２の中に流れることを可能にされ、そこでは隣接する１次燃焼ゾーン１０２の燃料および空気混合物の点火が起こる。燃焼ガスがクロスファイヤチューブ１５６の中で停滞するのを防止するために、内側壁には、パージ空気穴１５８が設けられる。パージ空気穴１５８に加えて、クロスファイヤチューブ１５６の外側壁は、燃料噴射パネル１１０内の少なくとも１つの空気キャビティ１６０、１７０あるいは何らかの他の圧縮空気源と流体連通し得る空気給送穴１５７を具備することがある。パージ空気穴１５８は、空気給送穴１５７を介して空気を受け取る空気の体積と流体連通する。外側壁の小さめの空気給送穴１５７と、内側壁の大きめのパージ空気穴１５８と、の組合せは、セグメント型の環状燃焼システム３６内の潜在的な燃焼力学を緩和するためにクロスファイヤチューブ１５６を共鳴器に変形させる。
【００８８】
特定の実施形態では、１つまたは複数の燃料噴射モジュール３００は、ガス状燃料に加えて液体燃料を燃焼させるように構成されることがある。図２２は、本開示の少なくとも１つの実施形態に係る、ガス燃料および液体燃料双方の作用のために構成された例示的な燃料噴射モジュールの下流の斜視図を提供する。図２３は、本開示の１つの実施形態に係る、断面線２３−２３に沿って取った、端部カバー４０に結合される、図２２に示した例示的な燃料噴射モジュール３００の断面した側面図を提供する。図２４は、本開示の１つの実施形態に係る、断面線２４−２４に沿って取った図２３に示す燃料噴射モジュール３００の断面した図を提供する。
【００８９】
少なくとも１つの実施形態では、図２２および２３に集合的に示すように、１つまたは複数の燃料噴射モジュール３００は、端部カバー４０からそれぞれの燃料供給コンジット４０８を介して燃料供給されることがある。図２３に示すように、燃料供給コンジット４０８は、外側コンジット４１０と、内側コンジット４１２と、内側コンジット４１２を同軸状に貫通する液体燃料カートリッジ４１４と、を含むことがある。特定の実施形態では、燃料供給コンジット４０８は、内側コンジット４１２および外側コンジット４１０間に径方向に配設される中間コンジット４１６を含むことがある。外側コンジット４１０、内側コンジット４１２、および中間コンジット４１６（存在するとき）は、ガス状または液体燃料を燃料噴射モジュール３００のバンドルチューブ燃料ノズル部分３０２および／または燃料噴射ランス３０４に提供するための様々な燃料コンジットをその間に画定することがある。
【００９０】
様々な実施形態では、図２３に示すように、燃料噴射モジュール３００のハウジングボディ３１４は、空気プレナム４１８をその中に画定することがある。空気プレナム４１８は、複数のチューブ３２２の各チューブ３２２の少なくとも一部分を囲むことがある。圧縮機放出ケーシング３２からの空気は、ハウジングボディ３１４に沿って画定される開口４２０を介して、あるいは、前方板３１６から始まって燃料プレナム３３２を通って空気プレナム４１８まで延びるチャネル（図示せず）などの何らかの他の開口または通路によって、空気プレナム４１８に入ることがある。
【００９１】
様々な実施形態では、液体燃料カートリッジ４１４は、内側コンジット４１２の中を少なくとも部分的に通って軸方向に延びる。液体燃料カートリッジ４１４は、液体燃料４２４（オイルなど）を複数のチューブ３２２の少なくとも一部分に供給することがある。追加的にまたは代替的に、液体燃料カートリッジ４１４は、液体燃料４２４を概ね軸方向下流に径方向外方にチューブ３２２の出口３２８から後部板３１８、３６０、３６２を越えて放出することがあり、したがって、液体燃料４２４は、チューブ出口３２８から流れる予混合ガス状燃料空気混合物で（あるいは、燃焼システムが液体燃料だけで動作していて、チューブ３３２へのガス状燃料の供給が活動していないときに、チューブ出口を通って流れる空気で）霧化されることがある。
【００９２】
この構成では、図２３に示すように、液体燃料は、１次燃焼ゾーン１０２の中に液体燃料カートリッジ４１４を介して直接注入されることがある。特定の実施形態では、液体燃料カートリッジ４１４および内側コンジット４１２は、環状パージ空気通路４２８をその間に少なくとも部分的に画定することがある。動作中、パージ空気４３０は、液体燃料カートリッジ４１４を断熱して、それによってコーキングを最小化するために、パージ空気通路４２８に提供されることがある。パージ空気４３０は、パージ空気通路４２８から、液体燃料カートリッジ４１４の下流端部部分と内側コンジット４１２の下流端部部分との間に画定される環状ギャップ４３２を介して、排出されることがある。
【００９３】
内側コンジット４１２および中間コンジット４１６は、それらの間にガス状燃料を燃料プレナム３３２に提供するための内側燃料通路４２２を画定し、それは燃料を燃料噴射モジュール３００の複数のチューブ３２２に供給する。予混合（ガス状または気化液体）燃料および空気の流れは、バンドルチューブ燃料ノズル部分３０２のチューブ出口３２８を介して、１次燃焼ゾーン１０２の中に噴射されることがある。
【００９４】
中間コンジット４１６および外側コンジット４１０間に画定される外側燃料通路４２６は、ガス状燃料を、燃料噴射ランス３０４に燃料を供給する噴射器燃料プレナム３３６に方向付けする。図２４は、液体燃料カートリッジ４１４、パージ空気通路４２８、内側燃料通路４２２、および外側燃料通路４２６の間の同心度を例証している。
【００９５】
図２５は、本開示の少なくとも１つの実施形態に係る、例示的な燃料噴射ランス３０４を備える例示的な燃料噴射パネル１１０の一部分の頭上（上から下）の断面した図を提供する。特定の実施形態では、図２５に示すように、液体燃料４３４は、１つまたは複数の燃料噴射ランス３０４に、それぞれの燃料噴射ランス３０４を通って軸方向に延びる液体燃料カートリッジ４３６を介して、供給されることがある。液体燃料カートリッジ４３６は、ハウジングボディ３１４を貫通することがある。液体燃料カートリッジ４３６は、保護チューブ４３７（内側コンジット４１２に類似）の中に設置され、液体燃料カートリッジ４３６の周りに環形４３９を画定する。環形４３９は、空気がそれを通って流れる通路を提供し、それによって、コーキングを最小化するために断熱シールドを液体燃料カートリッジ４３６に提供する。外側燃料通路４３８は、それぞれの燃料噴射ランス３０４の保護チューブ４３７および内側表面間に画定されることがある。外側燃料通路４３８は、噴射器燃料プレナム３３６と流体連通することがあり、それによって、燃料噴射器ランス３０４への二重燃料可能性を提供する。
【００９６】
動作では、各バンドルチューブ燃料ノズル部分３０２は、各対応する１次（または第１の）燃焼ゾーン１０２のチューブ３２２の個々の出口３２８から始まる相対的に短いフレームを介して、燃焼ガスの高温流出ストリームを作り出す。高温流出ストリームは、下流に、第１の燃料噴射パネル１１０の１つの圧力側予混合チャネル１３２によって、および／または、周方向に隣接する（または第２の）燃料噴射パネル１１０の吸込側予混合チャネル１３４によって、提供される第２の燃料および空気ストリームの中に流れ込む。高温流出ストリームおよび第２の予混合燃料および空気ストリームは、対応する２次燃焼ゾーン１０４で反応する。燃焼ガス流れ全体のおよそ４０％〜９５％の１次燃焼ゾーン１０２からの高温流出ストリームは、下流に噴射平面１３０、１３１まで搬送され、そこでは第２の燃料および空気混合物が導かれ、また、流れの残りがそれぞれの２次燃焼ゾーンの中に追加される。１つの実施形態では、燃焼ガス流れ全体のおよそ５０％は、１次燃焼ゾーン１０２から発生し、残りのおよそ５０％は、２次燃焼ゾーン１０４から発生する。各燃焼ゾーンの目標滞留時間を備える軸方向ステージ化のこの配置は、ＮＯｘおよびＣＯエミッション全体を最小化する。
【００９７】
周方向力学モードは、従来の環状燃焼器において多く見られる。しかしながら、２次燃料空気注入を備える統合型の燃焼器ノズル１１０を使用することに大いに起因して、本明細書で提供するセグメント型の環状燃焼システムは、それらの力学モードが展開するであろう可能性を減少させる。さらに、各セグメントが周方向に隣接するセグメントから隔離されるという理由で、何らかのカン環状燃焼システムと関係する力学トーンおよび／またはモードは、緩和されまたは実在しない。
【００９８】
セグメント型の環状燃焼システム３６の動作中、各統合型の燃焼器ノズル１００の圧力側壁１１６、吸込側壁１１８、タービンノズル１２０、内側ライナセグメント１０６、および／または、外側ライナセグメント１０８の１つまたは複数を冷却することは、各統合型の燃焼器ノズル１００の、および、セグメント型の環状燃焼システム３６の、機械的性能を全体的に向上させる目的で、必要になることがある。冷却要件に適応する目的で、各統合型の燃焼器ノズル１００は、様々な空気通路ないしキャビティを含むことがあり、それらは、圧縮機放出ケーシング３２の中に形成される高圧プレナム３４、および／または、各燃料噴射パネル１１０の中に画定される予混合空気プレナム１４４、と流体連通することがある。
【００９９】
統合型の燃焼器ノズル１００の冷却は、図６、８および２６を参照して最も良く理解することができる。図２６は、少なくとも１つの実施形態に係る、例示的な統合型の燃焼器ノズル１００の底部斜視図を提供する。
【０１００】
特定の実施形態では、図６、８および２６に集合的に示すように、圧力側壁１１６および吸込側壁１１８間に画定される各燃料噴射パネル１１０の内部部分は、壁１６６によって様々な空気通路ないしキャビティ１６０に区分されることがある。特定の実施形態では、空気キャビティ１６０は、空気を、圧縮機放出ケーシング３２または他の冷却源から、外側ライナセグメント１０８（図８）に画定される１つまたは複数の開口１６２を介して、および／または、内側ライナセグメント１０６（図２６）に画定される１つまたは複数の開口１６４を介して、受け取ることがある。
【０１０１】
図６、８および２６に集合的に示すように、壁または仕切り１６６は、複数の空気キャビティ１６０を少なくとも部分的に形成または分離するために、燃料噴射パネル１１０の内部部分の中に延びることがある。特定の実施形態では、いくつかまたはすべての壁１６６は、燃料噴射パネル１１０の圧力側壁１１６および／または吸込側壁１１８に構造的サポートを提供することがある。特定の実施形態では、図８に示すように、１つまたは複数の壁１６６は、隣接する空気キャビティ１６０間に流体が流れるのを可能にする１つまたは複数のアパーチャ１６８を含むことがある。
【０１０２】
様々な実施形態では、図６、８および２６に集合的に示すように、複数の空気キャビティ１６０は、圧力側予混合チャネル１３２および吸込側予混合チャネル１３４（すなわち、予混合チャネル１３２もしくは１３４のどのセットでも存在するならば）を囲む予混合チャネル空気キャビティ１７０を含む。特定の実施形態では、複数の空気キャビティ１６０の少なくとも１つの空気キャビティ１６０は、各燃料噴射パネル１１０のタービンノズル部分１２０を貫通する。
【０１０３】
動作では、圧縮機放出ケーシング３２によって形成される高圧プレナム３４からの空気は、外側ライナセグメント１０８および／または内側ライナセグメント１０６のそれぞれの開口１６２、１６４を介して、複数の空気キャビティ１６０に入ることがある。特定の実施形態では、燃料噴射パネル１１０の内部が壁１６６を介して区分されるところ、空気は、アパーチャ１６８を通って隣接する空気キャビティ１６０の中に流れることがある。特定の実施形態では、空気は、１つまたは複数のアパーチャ１６８を通って、予混合チャネル空気キャビティ１７０に向けておよび／またはその中に、ならびに／あるいは、燃料噴射パネル１１０の予混合空気プレナム１４４の中に、流れることがある。次いで、空気は、カラー１４６の周りに流れて、圧力側予混合チャネル１３２および／または吸込側予混合チャネル１３４の中に流れることがある。
【０１０４】
図２７は、本開示の少なくとも１つの実施形態に係る、例示的な統合型の燃焼器ノズル１００の分解斜視図を提供する。図２８は、少なくとも１つの実施形態に係る、３つの組立てた例示的な統合型の燃焼器ノズル１００（図２７に分解して示したような）の平面図を提供する。図２９は、少なくとも１つの実施形態に係る、例示的な統合型の燃焼器ノズル１００（図２７に分解して示したような）の底面図を提供する。
【０１０５】
特定の実施形態では、図２７および２８に集合的に示すように、各統合型の燃焼器ノズル１００は、外側ライナセグメント１０８の外側表面１８０に沿って延びる外側衝突パネル１７８を含むことがある。外側衝突パネル１７８は、外側ライナセグメント１０８の形状または形状の一部分に対応している形状を有することがある。外側衝突パネル１７８は、外側衝突パネル１７８に沿って様々な場所で画定される複数の衝突穴１８２を画定することがある。特定の実施形態では、図２７に示すように、外側衝突パネル１７８は、入口１８４を横切って、外側ライナセグメント１０８の外側表面１８０に沿って画定される予混合空気プレナム１４４まで、延びることがある。特定の実施形態では、図２７および２８に集合的に示すように、外側衝突パネル１７８は、複数の開口１８６を画定することがあり、それらは、外側ライナセグメント１０８に沿って画定される１つまたは複数の開口１６２と整合またはそれに対応し、また、統合型の燃焼器ノズル１００の中に画定される様々な空気キャビティ１６０に対応する。
【０１０６】
特定の実施形態では、図２７および２９に集合的に示すように、各統合型の燃焼器ノズル１００は、内側ライナセグメント１０６の外側表面１９０に沿って延びる内側衝突パネル１８８を含むことがある。内側衝突パネル１８８は、外側ライナセグメント１０６の形状または形状の一部分に対応している形状を有することがある。内側衝突パネル１８８は、内側衝突パネル１８８に沿って様々な場所で画定される複数の衝突穴１９２を含むことがある。特定の実施形態では、図２９に隠れ線で示すように、内側衝突パネル１８８は、入口１９４を横切って、内側ライナセグメント１０６の外側表面１９０に沿って画定される予混合空気プレナム１４４まで、延びることがある。特定の実施形態では、図２７および２９に集合的に示すように、内側衝突パネル１８８は、複数の開口１９６を画定することがあり、それらは、内側ライナセグメント１０６に沿って画定される１つまたは複数の開口１６４（図２５）と整合またはそれに対応し、また、統合型の燃焼器ノズル１００の中に画定される特定の空気キャビティ１６０に対応する。
【０１０７】
特定の実施形態では、図２７および２８に集合的に示すように、１つまたは複数の統合型の燃焼器ノズル１００は、対応する統合型の燃焼器ノズル１００のタービンノズル部分１２０の中に位置決めされる第１の衝突空気インサート１９８を含む。第１の衝突空気インサート１９８は、中空構造体として形成され、開口を一端または両端に備え、タービンノズル部分１２０の空気キャビティ１６０に相補的な形状になっている。衝突空気インサート１９８は、複数の衝突穴２００を画定する。動作中、圧縮機放出ケーシング３２からの空気は、対応する外側ライナ１０８に画定された開口１６２、および／または、外側衝突パネル１７８に画定された開口１８６を通って、第１の衝突インサート１９８の中に流れ込むことがあり、そこでは空気は、タービンノズル１２０の内部表面に衝突する離散ジェットとして、衝突穴２００を通って流れることがある。
【０１０８】
特定の実施形態では、図２７、２８および２９に集合的に示すように、１つまたは複数の統合型の燃焼器ノズル１００は、第２の衝突空気インサート２０２を含むことがある。第２の衝突空気インサート２０２は、圧力側噴射出口１２６および／または吸込側噴射出口１２８の下流で、タービンノズル１２０の上流に、画定される対応する燃料噴射パネル１１０のキャビティ２０４（図２８）に位置決めまたは実装されることがある。図２８および２９に集合的に示すように、第２の衝突空気インサート２０２は、径方向内側端部２０６（図２９）および径方向外側端部２０８（図２８）の双方が開放されていることがあり、圧縮機放出ケーシング３２からの空気が燃料噴射パネル１１０を自由に通って流れるのを可能にする。衝突空気インサート２０２を通って流れる空気の一部分は、対応する燃料噴射パネル１１０の内部表面に衝突するために使用される。燃料噴射パネル１１０の内部表面への衝突後に、空気は、燃料噴射パネル１１０を通って、燃料噴射パネル１１０の前方端部１１２の方に流れ、そこでは空気は、予混合チャネル１３２、１３４の入口に方向付けされる。
【０１０９】
自由に第２の衝突空気インサート２０２を通って流れる空気は、圧縮機放出ケーシング３２の中で圧縮空気と混合されることがあるが、それは、圧縮空気が燃料噴射モジュール３００の個々のバンドルチューブ燃料ノズル部分３０２の方に流れて、そこで燃料と混合され得るからである。様々な実施形態では、圧縮機放出ケーシング３２からの空気は、圧力側および／または吸込側の予混合チャネル１３２、１３４を冷却するために予混合チャネル冷却キャビティ１７０に流れ込むことがある。
【０１１０】
他の実施形態では、２つの衝突空気インサートは、内側ライナセグメント１０６を通して設置される第１の衝突空気インサートや外側ライナセグメント１０８を通して設置される第２の衝突空気インサートなどの所与の空気キャビティ１６０に挿入されることがある。そういった組立体は、キャビティ１６０が、キャビティ１６０の径方向寸法を通した単一の衝突空気インサートの挿入を防止する形状（例えば、砂時計形状）を有するときに、役に立つことがある。代替的に、２つ以上の衝突空気インサートは、所与のキャビティ１６０の中で軸方向に連続的に位置決めされることがある。
【０１１１】
図３０は、図２９に示すような例示的な統合型の燃焼器ノズル１００のうちの１つの外側ライナセグメント１０８の一部分の拡大図を提供する。図３１は、図２９に示すような例示的な統合型の燃焼器ノズル１００のうちの１つの内側ライナセグメント１０６の一部分の拡大図を提供する。
【０１１２】
特定の実施形態では、図３０に示すように、外側衝突パネル１７８は、外側ライナセグメント１０８の外側表面１８０から径方向に隔置され、その間に冷却流れギャップ２１０を形成することがある。冷却流れギャップ２１０は、対応する燃料噴射パネル１００の下流端部部分１１４および上流端部部分１１２間に延びることがある。動作中、図３０に示すように、圧縮機放出ケーシング３２（図２）からの空気２６は、外側衝突パネル１７８に逆らって、衝突穴１８２を通って流れる。衝突穴１８２は、離散的な場所で噴射または衝突冷却をそれに提供するために、外側ライナセグメント１０８の外側表面１８０に逆らっておよび／またはそれを越えて、空気２６の複数のジェットを方向付ける。次いで、空気２６は、外側ライナセグメント１０８の上流端部部分１１２の入口１８４を通って、燃料噴射パネル１１０に画定される予混合空気プレナム１４４に流れ込み、そこでは個別の圧力側予混合チャネル１３２および／または吸込側予混合チャネル１３４に分配されることがある。外側ライナセグメント１０８は、その各長手方向縁部に沿って、Ｃ形状スロット１０９を画定することがあり、その中にはシール（図示せず）が、その長さに沿って設置されることがあり、隣接する外側ライナセグメント１０８間の接合部１２２をシールする。
【０１１３】
図３１に示すように、内側衝突パネル１８８は、内側ライナセグメント１０６の外側表面１９０から径方向に隔置され、その間に冷却流れギャップ２１２を形成することがある。冷却流れギャップ２１２は、対応する燃料噴射パネル１００の下流端部部分１１４および上流端部部分１１２間に延びることがある。動作中、図３１に示すように、圧縮機放出ケーシング３２からの空気２６は、内側衝突パネル１８８に逆らって、衝突穴１９２を通って流れる。衝突穴１９２は、離散的な場所で噴射または衝突冷却をそれに提供するために、内側ライナセグメント１０６の外側表面１９０に逆らっておよび／またはそれを越えて、空気の複数のジェットを方向付ける。次いで、空気２６は、内側ライナセグメント１０６の上流端部部分１１２の入口１９４を通って、燃料噴射パネル１１０に画定される予混合空気プレナム１４４に流れ込み、そこでは個別の圧力側予混合チャネル１３２および／または吸込側予混合チャネル１３４に分配されることがある。内側ライナセグメント１０６は、その各長手方向縁部に沿って、Ｃ形状スロット１０７を画定することがあり、その中にはシール（図示せず）が、その長さに沿って設置されることがあり、隣接する内側ライナセグメント１０６間の接合部１２２をシールする。
【０１１４】
図３０および３１は、外側ライナセグメント１０８および／または内側ライナセグメント１０６をそれぞれ通って延びる少なくとも１つのマイクロチャネル冷却通路２１６をさらに示す。マイクロチャネル冷却通路２１６は、冷却流れギャップ２１０（図３０に示すような）または予混合空気プレナム（図３１に示すような）と連通する入口穴２１４を有する。マイクロチャネル冷却通路２１６は、それぞれのライナセグメント１０６または１０８の長手方向縁部に沿って位置することのある空気出口穴２１８で終わる。
【０１１５】
図３２および３３は、本開示の特定の実施形態に係る、内側ライナセグメント１０６または外側ライナセグメント１０８のどちらかの一部分を例証することを意図している。特定の実施形態では、図３２および３３に示すように、内側ライナセグメント１０６の外側表面１９０および／または外側ライナセグメント１０８の外側表面１８０は、圧縮機放出ケーシング３２（図２）から空気を受け取るための複数の空気入口穴２１４を画定または含むことがある。各入口穴２１４（図３３に斜線で示す）は、対応する空気出口穴２１８（図３３に中実円として示す）で終わる比較的短いマイクロチャネル冷却通路２１６と統合されることがある。例証する実施形態では、入口穴２１４および対応する出口穴２１８は、それぞれのライナセグメント１０８、１０６の同一表面（すなわち、外側表面１８０、１９０）に配設される。しかしながら、他の実施形態では、出口穴２１８は、内側表面に配設されることがある。
【０１１６】
マイクロチャネル冷却通路２１６の長さは、様々であることがある。特定の実施形態では、いくらかまたはすべてのマイクロチャネル冷却通路２１６の長さは、約１０インチよりも短いことがある。特定の実施形態では、いくらかまたはすべてのマイクロチャネル冷却通路２１６の長さは、約６インチよりも短いことがある。特定の実施形態では、いくらかまたはすべてのマイクロチャネル冷却通路２１６の長さは、約２インチよりも短いことがある。特定の実施形態では、いくらかまたはすべてのマイクロチャネル冷却通路２１６の長さは、約１インチよりも短いことがある。一般的に言えば、マイクロチャネル冷却通路２１６は、０．５インチ〜６インチの長さを有することがある。様々なマイクロチャネル冷却通路２１６の長さは、マイクロチャネル冷却通路２１６の直径、その間に流れる空気の熱獲得能力、および、冷却されているライナセグメント１０６、１０８のエリアの局所温度、によって決定されることがある。
【０１１７】
特定の実施形態では、１つまたは複数の空気出口穴２１８は、それぞれの内側ライナセグメント１０６または外側ライナセグメント１０８の外側表面１９０、１８０に沿って位置することがあり、また、それぞれの入口穴２１４からの空気を収集トラフ２２０（図３２）の中に蓄積させることがある。図３２に示すように、収集トラフ２２０は、それぞれの内側ライナセグメント１０６の外側表面１９０または外側ライナセグメント１０８の外側表面１８０に沿って延びるダクト２２２によって画定されることがある。収集トラフ２２０は、空気の少なくとも一部分を燃料噴射パネル１１０の予混合空気プレナム１４４（図３１）に導くことがあり、そこでは様々な圧力側予混合チャネル１３２および／または吸込側予混合チャネル１３４に分配されることがある。マイクロチャネル冷却のより詳細については、２０１５年１１月１８日に出願された同一出願人による米国特許出願第１４／９４４，３４１号に説明されている。
【０１１８】
特定の実施形態では、図３２に示すように、１つまたは複数のマイクロチャネル冷却通路２１６は、１つまたは複数の空気キャビティ１６０の開口１６２、１６４で終わるように配向されることがある。このように、１つまたは複数のマイクロチャネル冷却通路２１６からの空気は、衝突空気インサートをその中に有することのあるまたは有することのない燃料噴射パネル１１０の内部を冷却するために使用される空気と混合されることがある。特定の実施形態では、図３０および３１に示すように、１つまたは複数のマイクロチャネル冷却通路２１６の出口穴２１８は、内側ライナセグメント１０６の側壁または外側ライナセグメント１０８の側壁に沿って位置することがあり、したがって、空気は、マイクロチャネル冷却通路２１６を通って、次いで、スプリットライン１２２（図２８）に沿って、２つの周方向に隣接する内側ライナセグメント１０６または外側ライナセグメント１０８間に流れ、それによって、その間に流体シールが創設される。１つの実施形態では、１つまたは複数のマイクロチャネル冷却通路２１６の出口穴２１８は、内側ライナセグメント１０６の内側表面または外側ライナセグメント１０８の内側表面に沿って位置することがあり、したがって、空気は、マイクロチャネル冷却通路２１６を通って流れ、次いで、１次または２次のどちらかの燃焼ゾーン１０２、１０４にフィルム空気として入る。
【０１１９】
同じく本明細書で予期されることは、衝突冷却またはマイクロチャネル冷却によってライナセグメント１０６、１０８を冷却することに代えて（あるいは、それに加えて）、ライナセグメント１０６、１０８は、対流式に冷却されることがある。この構成（図示せず）では、ライナセグメント１０６、１０８は、対応して形状付けされた冷却スリーブを具備し、それによって、環形がライナセグメントおよびスリーブ間に画定される。スリーブの後部端は、複数の冷却入口穴を具備し、それらは、空気２６が環形に入って予混合プレナム１４４まで上流に搬送されるのを可能にする。ライナセグメント１０６、１０８の外側表面および／またはスリーブの内側表面は、攪拌部、ディンプル、ピン、シェブロン、または同様のもの、などの熱移動特徴部を具備することがあり、ライナセグメント１０６、１０８から遠くへの熱移動を増加させる。空気２６は、環形を通って熱移動特徴部の上または周りを通過するとき、それぞれのライナセグメント１０６、１０８を対流式に冷却する。次いで、空気２６は、予混合空気プレナム１４４に入って、バンドルチューブ燃料ノズル３０２または予混合チャネル１３２、１３４の一方または双方の中で燃料と混合する。空気は、予混合チャネル１３２、１３４の中に方向付けられるケースでは、空気が通って流れる際に、チャネル１３２、１３４をさらに冷却する。
【０１２０】
図３４は、本開示の少なくとも１つの実施形態に係る、セグメント型の環状燃焼システム３６の吸込側の一部分の斜視図を提供する。図３５は、本開示の１つの実施形態に係る、１つの例示的な統合型の燃焼器ノズル１００の一部分の底面斜視図を提供する。図３６は、本開示の１つの実施形態に係る、セグメント型の環状燃焼システム３６の中に実装される例示的な統合型の燃焼器ノズル１００の断面した側面図を提供する。
【０１２１】
図３４に示すような１つの実施形態では、各統合型の燃焼器ノズル１００は、対応する外側ライナセグメント１０８に取り付けられる実装ストラット２２４を含む。統合型の燃焼器ノズル１００を燃焼システム１６の中に支持する目的で、各実装ストラット２２４は、外側実装リング２２６に取り付けられる。外側実装リング２２６が、ライナセグメント１０８の後部端に示されているが、理解すべきことは、実装ストラット２２４が、ライナセグメント１０８（図３６におけるように）の前方端に、または、前方端および後部端間の中間の何らかの位置に、実装リング２２６が配設されるのを可能にするように構成されることがあるということである。
【０１２２】
特定の実施形態では、図３４、３５および３６に集合的に示すように、各統合型の燃焼器ノズル１００は、内側フックまたはフック板２２８と、外側フックまたはフック板２５２と、を含むことがある。内側フック２２８は、内側ライナセグメント１０６に沿って配設されることがあり、または、それに取り付けられことがあり、あるいは、タービンノズル１２０の近位の内側ライナセグメント１０６の一部分を形成することがある。外側フック２５２は、外側ライナセグメント１０８に沿って配設されることがあり、または、それに取り付けられことがあり、あるいは、タービンノズル１２０の近位の外側ライナセグメント１０８の一部分を形成することがある。図３６に示すように、各内側フック２２８は、内側実装リング２３０に結合されることがある。内側フック２２８および外側フック２５２は、向かい合って配設され、または、向かい合って軸方向に延びることがある。
【０１２３】
特定の実施形態では、図３６に示すように、外側ダブルベローズシール２３２は、外側実装リング２２６と、タービンノズル１２０に近位の外側ライナセグメント１０８と、の間に延びる。外側ダブルベローズシール２３２の１つの端部部分２３４は、外側実装リング２２６に結合され、または、それに対してシールされることがある。外側ダブルベローズシール２３２の第２の端部２３６は、外側ライナセグメント１０８もしくは外側ライナセグメント１０８に取り付けられる中間構造体に結合され、または、それに対してシールされることがある。他の実施形態では、外側ダブルベローズシール２３２は、１つまたは複数のリーフシールで置き換えられることがある。
【０１２４】
特定の実施形態では、内側ダブルベローズシール２３８は、内側実装リング２３０と、タービンノズル１２０に近位の内側ライナセグメント１０６と、の間に延びる。内側ダブルベローズシール２３８の１つの端部部分２４０は、内側実装リング２３０に結合され、または、それに対してシールされることがある。内側ダブルベローズシール２３８の第２の端部部分２４２は、内側ライナセグメント１０６もしくは内側ライナセグメント１０６に取り付けられる中間構造体に結合され、または、それに対してシールされることがある。他の実施形態では、内側ダブルベローズシール２３８は、１つまたは複数のリーフシールで置き換えられることがある。
【０１２５】
図３７は、ペアの周方向に隣接するダブルベローズシールの斜視図を提供しており、少なくとも１つの実施形態に係る、内側または外側ダブルベローズシール２３８、２３２のどちらかを例証することを意図している。内側および／または外側ダブルベローズシール２３８、２３２は、２つのベローズセグメント２４４および２４６を溶接、そうでなければ接合することによって製造されることがある。内側および／または外側ダブルベローズシール２３８、２３２（あるいはリーフシール）は、軸方向および径方向の双方における、内側実装リング２３０と統合型の燃焼器ノズル１００との間の動き、および／または、外側実装リング２２６と統合型の燃焼器ノズル１００との間の動き、に適応することがある。内側ダブルベローズシール２３８または外側ダブルベローズシール２３２（あるいは、代替的に、リーフシール）の個々または幾つかは、１より多くの統合型の燃焼器ノズル１００を周方向に橋渡しすることがある。特定の実施形態では、中間ダブルベローズシール２４８（あるいはリーフシール）は、周方向に隣接するダブルベローズ（またはリーフ）シール間に形成され得るギャップ２５０の上に配置されることがある。
【０１２６】
図３８は、本開示の１つの実施形態に係る、例示的な統合型の燃焼器ノズル１００の圧力側の斜視図を提供する。図３９は、図３８に示すような、統合型の燃焼器ノズル１００の一部分の断面した斜視図を提供する。１つの実施形態では、図３５および３８に示すように、統合型の燃焼器ノズル１００は、内側フックまたはフック板２２８を含む。内側フック２２８は、内側ライナセグメント１０６に沿って配設されることがあり、または、それに取り付けられことがあり、あるいは、タービンノズル１２０の近位の内側ライナセグメント１０６の一部分を形成することがある。統合型の燃焼器ノズル１００は、タービンノズル１２０に近位の外側ライナセグメント１０８の外側表面１８０に沿って画定される１つまたは複数の外側フック２５２を含むこともある。
【０１２７】
図３８および３９に示すように、統合型の燃焼器ノズル１００は、統合型の燃焼器ノズル１００の上流端１１２に近位の内側ライナセグメント１０６の外側表面１９０に沿って配設される実装テノンまたは基部２５４をさらに含む。特定の実施形態では、図３８に示すように、独立の実装テノン２５４は、内側ライナセグメント１０６に取り付けられる実装テノン２５４に代えてまたはそれに加えて、統合型の燃焼器ノズル１００の上流端１１２に近位の外側ライナセグメント１０８の外側表面１８０に沿って配設され、および／または、それに取り付けられることがある。特定の実施形態では、実装テノン２５４（内側ライナセグメント１０６のまたは外側ライナセグメント１０８のあるいは双方かどうかの）は、ダブテールまたはモミの木の形状を有することがある。
【０１２８】
図４０は、本開示の１つの実施形態に係る、セグメント型の環状燃焼システム３６の一部分の斜視図を提供する。図４１は、１つの実施形態に係る、図４０に示すセグメント型の環状燃焼システム３６の部分の断面した側面図を提供する。図４０および４１に集合的に示すように、セグメント型の環状燃焼システム３６は、外側実装リング２２６と、内側実装リング２３０と、に実装されることがある。
【０１２９】
図４０および４１に集合的に示すように、内側スロット２５６および外側スロット２５８は、内側フック２２８および外側フック２５２をそれぞれ受容するために、内側実装リング２３０および外側実装リング２２６の鉛直面部分２６０、２６２にそれぞれ設けられるおよび／または画定される。上で述べたように、内側フック２２８および外側フック２５２は、対向する軸方向に向かい合って配設または延在されることがある。内側スロットカバー２６４は、内側フック２２８を内側スロット２５６の中にカバーまたは固定することがある。内側スロットカバー２６４は、内側フック２２８を所定の位置に固定するために、内側実装リング２３０にボルト止め、そうでなければ接合されることがある。外側スロットカバー２６６は、外側フック２５２を外側スロット２５８の中にカバーまたは固定することがある。外側スロットカバー２６６は、外側フック２５２を所定の位置に固定するために、外側実装リング２２６にボルト止め、そうでなければ接合されることがある。
【０１３０】
様々な実施形態（図４１に示す）では、内側ライナセグメント１０６の実装テノン２５４は、実装テノン２５４を受容するように形状付けされたスロット２７０を含むテノンマウント２６９の中に設置されることがある。次には、テノンマウント２６９は、機械式ファスナ２７２（ボルトやピンなど）を介して、内側前方実装リング２６８に接合されることがある。図４２は、本開示の少なくとも１つの実施形態に係る、実装フランジスロット２７０の中に実装される例示的なテノン２５４の断面した下流の斜視図を提供する。
【０１３１】
特定の実施形態では、図４２に示すように、緩衝器２７４（ばね、ばねシール、または緩衝メッシュ材料など）は、スロット壁およびテノン２５４間の各スロット２７０の中に配設されることがある。緩衝器２７４は、そういった接合部や境界面での振動を低下させることによって、長期にわたってテノン２５４の摩耗を低下させて機械的な寿命および／または性能を改善することがある。
【０１３２】
セグメント型の環状燃焼システム３６の様々な実施形態、特に、本明細書で説明し例証する燃料噴射モジュール３００と組み合わせる統合型の燃焼器ノズル１００は、従来の環状燃焼システムと比較して、動作およびターンダウン能力について、様々な増進または改善を提供する。例えば、セグメント型の環状燃焼システム３６の始動中、イグナイタ３６４は、複数のチューブ３２２のうちのチューブ３２２の出口３２８から流れる燃料および空気混合物を点火する。動力の増加が必要であるとき、燃料噴射パネル１１０に供給する燃料噴射ランス３０４の幾つかの部分またはすべてへの燃料は、各燃料噴射パネル１１０が完全に運転中になるまで、同時または順次にスイッチが入れられることがある。
【０１３３】
動力出力を低下させるために、燃料噴射ランス３０４の幾つかの部分またはすべてに流れる燃料は、要望通りに同時または順次に抑制されることがある。燃料噴射パネル１１０の幾つかについてスイッチを切ることが望ましいかまたは必要になるとき、他のすべての燃料噴射パネル１１０の燃料噴射ランス３０４は、遮断されることがあり、それによって、タービン動作についてのどんな障害も最小化される。
【０１３４】
燃料噴射モジュール３００の特定の構成にもよるが、吸込側予混合チャネル１３４に供給する燃料噴射ランス３０４は、遮断されることがあり、他方、圧力側予混合チャネル１３２に供給する燃料噴射ランス３０４への燃料は、継続する。燃料噴射モジュール３００の特定の構成にもよるが、圧力側予混合チャネル１３２に供給する燃料噴射ランス３０４は、遮断されることがあり、他方、吸込側予混合チャネル１３４に供給する燃料噴射ランス３０４への燃料は、継続する。燃料噴射モジュール３００の特定の構成にもよるが、他のすべての燃料噴射パネル１１０に供給する燃料噴射ランス３０４は、遮断されることがあり、他方、代替の燃料噴射パネル１１０に供給する燃料噴射ランス３０４への燃料は、継続する。
【０１３５】
特定の実施形態では、燃料は、燃料噴射ランス３０４の径方向内側（または、第１）のサブセット３４０に対して遮断されることがあり、あるいは、燃料は、１つまたは複数の燃料噴射パネル１００の燃料噴射ランス３０４の径方向外側（または、第２）のサブセット３４４に対して遮断されることがある。特定の実施形態では、１つまたは複数の燃料噴射パネル１００の燃料噴射ランス３０４の第１のサブセット３４０への燃料、あるいは、燃料噴射ランス３０４の第２のサブセット３４４への燃料は、燃料噴射ランス３０４のすべてがスイッチを切られてバンドルチューブ燃料ノズル部分３０２だけが燃料供給されるまで、代替のパターン（径方向内側／径方向外側／径方向内側／その他）で遮断されることがある。他の実施形態では、燃料供給されるおよび燃料供給されない燃料ランス３０４やバンドルチューブ燃料ノズル部分３０２の様々な組合せは、ターンダウンの所望のレベルを達成するために使用されることがある。
【０１３６】
参照は、本開示の全体にわたって、また、添付の図面において、独特の燃料ランス３０４を備える燃料噴射モジュール３００に対して行ってきたが、予期されることは、燃料ランス３０４が、予混合チャネル１３２、１３４にインターフェース接続される燃料噴射モジュール３００の燃料マニホルドによって、あるいは、燃料を予混合チャネル１３２、１３４に送達する燃料噴射パネル１１０の中に位置する燃料マニホルドによって、置き換えできる、ということである。さらに予期されることは、燃料マニホルドが、燃料噴射パネル１１０の後部端に向けて位置することがあり、したがって、燃料（または、燃料空気混合物）が、出口１２６、１２８を通して導入される前に、燃料噴射パネル１１０の後部端を冷却する、ということである。
【０１３７】
理解すべきことは、燃料が、燃焼器の様々な動作モード中に、セグメント型の環状燃焼システム３６の、１つまたは複数の燃料噴射パネル１１０に、および／または、１つまたは複数の燃料噴射モジュール３００に、供給されることがある、ということである。要求されないことは、各周方向に隣接する燃料噴射パネル１１０または周方向に隣接する燃料噴射モジュール３００が、同時に燃料を供給されるかまたは発火することである。このように、セグメント型の環状燃焼システム３６の特定の動作モード中に、各独特の燃料噴射パネル１１０および／または各燃料噴射モジュール３００、あるいは、無作為のサブセットの燃料噴射パネル１１０および／または無作為のサブセットの燃料噴射モジュール３００は、オンライン（燃料供給）に導かれるかまたは単独で遮断されることがあり、また、始動、ターンダウン、基底負荷、全負荷および他の動作条件などの動作モードのために動作の柔軟性を提供するように、同じまたは異なる燃料流量を有することがある。
【０１３８】
ここに記載した説明は、例を用いて、ベストモードを含めて本発明を開示していると共に、任意のデバイスやシステムを作製および使用することと任意の組み入れた方法を実行することとを含めて任意の当業者が本発明を実施できるようにもしている。特許性を有する本発明の範囲は、特許請求の範囲によって画定され、当業者の想到する他の例を含むことができる。そういった他の例は、特許請求の範囲の文字通りの用語と異ならない構造要素を含む場合に、あるいは、特許請求の範囲の文字通りの用語に対する差異の実体がない等価な構造要素を含む場合に、特許請求の範囲の範囲内にあることを意図している。
【符号の説明】
【０１３９】
１０  ガスタービン
１２  入口セクション
１４  圧縮機
１６  燃焼セクション
１８  タービン
２０  排出セクション
２２  シャフト
２４  空気
２６  圧縮空気
２８  燃料
３０  燃焼ガス
３２  圧縮機放出ケーシング
３４  高圧プレナム
３６  環状燃焼システム
３８  軸中心線
１００  燃焼器ノズル
１０２  １次燃焼ゾーン
１０４  ２次燃焼ゾーン
１０６  内側ライナセグメント
１０７  Ｃ形状スロット
１０８  外側ライナセグメント
１１０  燃料噴射パネル
１１２  上流端部部分
１１４  下流端部部分
１１６  第１の（圧力）側壁
１１８  第２の（吸込）側壁
１２０  タービンノズル
１２２  スプリットライン、接合部
１２４  シールド
１２６  圧力側噴射出口
１２８  吸込側噴射出口
１３０  圧力側噴射平面
１３１  吸込側噴射平面
１３２  圧力側予混合チャネル
１３４  吸込側予混合チャネル
１３８  湾曲した部分
１４０  真っ直ぐな部分
１４２  湾曲した部分
１４４  予混合空気プレナム
１４６  カラー
１４８  ストラット
１５０  末広の部分
１５１  中央開口
１５２  流れ通路
１５４  浮動式カラー
１５６  クロスファイヤチューブ
１５７  空気給送穴
１５８  パージ空気穴
１６０  空気キャビティ
１６６  壁
１６２  開口
１６８  アパーチャ
１７０  予混合チャネル空気キャビティ
１７８  外側衝突パネル
１８０  外側表面
１８２  衝突穴
１８４  入口
１８６  開口
１８８  内側衝突パネル
１９０  外側表面
１９２  衝突穴
１９４  入口
１９８  第１の衝突空気インサート
２００  衝突穴
２０２  第２の衝突空気インサート
２０４  キャビティ
２０６  径方向内側端部
２０８  径方向外側端部
２１０  冷却流れギャップ
２１２  冷却流れギャップ
２１４  空気入口穴
２１６  マイクロチャネル冷却通路
２１８  空気出口穴
２２０  収集トラフ
２２２  ダクト
２２４  実装ストラット
２２６  外側実装リング
２２８  内側フック、フック板
２３０  内側実装リング
２３２  外側ダブルベローズシール
２３４  端部部分
２３８  内側ダブルベローズシール
２４０  端部部分
２４２  第２の端部部分
２４４  ベローズセグメント
２４６  ベローズセグメント
２４８  中間ダブルベローズシール
２５０  ギャップ
２５２  外側フック、フック板
２５４  実装テノン、基部
２５６  内側スロット
２５８  外側スロット
２６４  内側スロットカバー
２６６  外側スロットカバー
２６８  内側前方実装リング
２６９  テノンマウント
２７０  スロット
２７２  機械式ファスナ
２７４  緩衝器
３００  燃料噴射モジュール
３０２  バンドルチューブ燃料ノズル部分
３０４  燃料噴射ランス
３０６  下流端部
３０８  分注先端
３１０  噴射ポート
３１２  ベローズ部分、カバー
３１４  ハウジングボディ
３１６  前方板、前方（または上流）板または面
３１８  後部板、後部（または下流）板または面
３２０  外側周囲壁
３２２  チューブ
３２４  シール
３２８  出口
３３０  予混合通路
３３２  燃料ノズルプレナム
３３２（ａ）  前方バンドルチューブ燃料プレナム
３３２（ｂ）  後部バンドルチューブ燃料プレナム
３３４  燃料ポート
３３６  燃料回路、噴射器燃料プレナム
３３８  第１の噴射器燃料プレナム
３４０  第１のサブセット
３４２  第２の噴射器燃料プレナム
３４４  第２のサブセット
３４６  コンジット
３４８  外側チューブ
３５０  内側チューブ
３５２  外側燃料回路
３５４  内側燃料回路
３５６  チューブ
３５８  チューブ
３６０  第１の後部板
３６２  第２の後部板
３６４  イグナイタ
３７０  第１のバンドルチューブ燃料プレナム、第２のバンドルチューブ燃料プレナム
３７２  第１の燃料ノズルプレナム
３７３  板または壁
３７４  第１の噴射器燃料プレナム
３７６  第２の噴射器燃料プレナム
３７８  第１（径方向内側）のサブセット
３８０  第２（径方向外側）のサブセット
３８２  第１の燃料コンジット
３８４  外側チューブ
３８６  内側チューブ
３８８  内側燃料回路
３９０  外側燃料回路
３９２  第２の燃料コンジット
３９８  内側燃料回路
４００  外側燃料回路
４０２  燃料噴射モジュールセット
４０４  コンジット
４０６  コンジット
４０８  燃料供給コンジット
４１０  外側コンジット
４１２  内側コンジット
４１４  液体燃料カートリッジ
４１６  中間コンジット
４１８  空気プレナム
４２０  開口
４２４  液体燃料
４２６  外側燃料通路
４２８  パージ空気通路
４３０  パージ空気
４３２  環状ギャップ
４３６  液体燃料カートリッジ
４３７  保護チューブ
４３９  環形
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
2019509458.tif 000036
【図３５】
2019509458.tif 000037
【図３６】
2019509458.tif 000038
【図３７】
2019509458.tif 000039
【図３８】
2019509458.tif 000040
【図３９】
2019509458.tif 000041
【図４０】
2019509458.tif 000042
【図４１】
2019509458.tif 000043
【図４２】
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【国際調査報告】
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2019509458.tif 000046
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